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GUILHERME ADALBERTO FERREIRA CASTIONI
ÁREA TRAFEGADA COM DIFERENTES CONFIGURAÇÕES DE PLANTIO E
SEUS EFEITOS NOS ATRIBUTOS DO SOLO E PRODUTIVIDADE DA CANA-DE-
AÇÚCAR
CAMPINAS
2017
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS
FACULDADE DE ENGENHARIA AGRÍCOLA
GUILHERME ADALBERTO FERREIRA CASTIONI
ÁREA TRAFEGADA COM DIFERENTES CONFIGURAÇÕES DE PLANTIO E
SEUS EFEITOS NOS ATRIBUTOS DO SOLO E PRODUTIVIDADE DA CANA-DE-
AÇÚCAR
Orientador: Prof. Dr. ZIGOMAR MENEZES DE SOUZA
Co-Orientador: Dr. HENRIQUE COUTINHO JUNQUEIRA FRANCO
ESTE EXEMPLAR CORRESPONDE À VERSÃO FINAL
DA TESE DEFENDIDA PELO ALUNO GUILHERME
ADALBERTO FERREIRA CASTIONI, E ORIENTADA
PELO PROF. DR. ZIGOMAR MENEZES DE SOUZA
__________________________________________________________________
CAMPINAS
2017
Tese de Doutorado apresentada ao
Programa de Pós-Graduação em
Engenharia Agrícola da Universidade
Estadual de Campinas para obtenção
do título de Doutor em Engenharia
Agrícola, na área de concentração de
Água e Solo.
DEDICATÓRIA
Dedico as pessoas que participaram verdadeiramente desse trabalho comigo.
Meus pais: Ercilio Castioni e Célia Ferreira Castioni, pelo incentivo, ajuda de todas as
formas possíveis e prováveis. O seu orgulho me basta.
Meu irmão: Gustavo Castioni, pelo companheirismo e força para continuar.
AGRADECIMENTOS
A Deus e a Nossa Senhora Aparecida, que sempre abrandaram as dificuldades no
caminho em todos os momentos da minha vida.
A toda minha família, a minha avó Bela e meu avô Antônio (in memorian), por
sempre estar torcendo e orando pelo meu sucesso.
Ao professor Zigomar Menezes.
Ao meu coorientador Henrique Franco.
Aos meus grandes amigos, que participaram de forma direta e indireta desse
trabalho, os quais Michender Pereira, João Rossi, Oriel Kolln, Leandro Barbosa, Aline
Nazário, Bruno Marques, Afonso Peche Filho, Marcelo Dayron, Guilherme Sanches,
Sérgio Castro, Saulo Castro e Danilo Ferreira.
Agradeço a minha namorada Fernanda Vidal, pelo apoio, carinho e compreensão
durante essa caminhada.
As pessoas que considero como parte da família e que sempre me apoiaram, seja
pelo incentivo ou por atitudes. Agradeço ao José de Carvalho Júnior pelo
companheirismo e amizade sincera.
Aos amigos que somei durante o caminho do doutoramento, Bernardo Nogueia
Borges, Clóvis Daniel, José Eliseu Junior, João Paulo Hypólito, Rosilaine Araldi, Larissa
Cruz, Joice Janeri, Luana Aparecida e Jaqueline Silva.
Agradeço a Faculdade de Engenharia Agrícola (FEAGRI/UNICAMP) pelo
suporte e apoio incondicional aos alunos, tornado a realização desse trabalho possível.
Ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)
pela concessão da bolsa de estudos e apoio necessário na divulgação do trabalho.
Muito Obrigado!
RESUMO
A mecanização aumentou a viabilidade operacional da colheita da cana-de-açucar
e gerou benefícios para o setor, no entanto algumas externalidades negativas dentre as
quais pode se destacar a intesificação do processo de compactação do solo e sua
contribuição para os baixos indices de produtividade alcançados nos ultimos anos. Uma
alternativa para a diminuição do tráfego nos canaviais é a alterar a configuração do
espaçamento de plantio do método convencional, para linhas combinadas, alternadas ou
equidistantes, com vistas a diminuir a compactação do solo. Esse estudo teve como
objetivo analisar o impacto do tráfego de máquinas realizado em diferentes configurações
de plantio sobre os atributos do solo e do sistema radicular da cana-de-açúcar avaliado
em duas safras agrícolas, em experimento de campo com os seguintes tratamentos: 1-
Espaçamento referência – espaçamento simples com 1,50 m entrelinhas; 2- espaçamento
combinado duplo – espaçamento de 0,90 x 1,50 m entrelinhas duplas; 3- espaçamento
combinado triplo – espaçamento de 0,75 x 0,75 x 1,50 m entrelinhas; 4- plantio
geométrico de precisão com espaçamento de 0,75 x 0,75 m entre plantas e entrelinhas. Os
atributos do solo avaliados foram: densidade solo, porosidade do solo, resistência do solo
à penetração e conteúdo de água. O solo foi amostrado nas linhas de plantio e do rodado,
nas camadas de 0,00-0,10 m, 0,10-0,20 m, 0,20-0,40 m, 0,40-0,60 m e 0,60-1,00 m. A
qualidade física do solo foi avaliada por meio do intervalo hídrico ótimo (IHO) e
capacidade de suporte de carga do solo (CSC). Amostras de colmo foram coletadas em
cada parcela para determinação das variáveis tecnológicas. Raízes foram coletadas por
meio de uma sonda de aço e separadas do solo por peneiramento. Os modelos de CSC do
solo evidenciam que os espaçamentos referência e combinado duplo promoveram
maiores valores de pressão de pré-consolidação na cana planta. O espaçamento referência
apresentou maiores densidade de restrição ao sistema radicular tanto para resistência do
solo à penetração quanto para densidade do solo. O espaçamento com plantio geométrico
de precisão apresentou maior produtividade na cana planta. O intervalo hídrico ótimo foi
sensível as alterações promovidas pelo tráfego de máquinas e demonstrou melhor
qualidade física do solo nos tratamentos com redução de tráfego de máquinas.
Palavras-chave: Estrutura do solo, sistema radicular, manejo do solo, controle de
tráfego, Saccharum spp.
ABSTRACT
The mechanization of sugarcane harvest increases the operational viability and generates
benefits for the sector. However, the use of machinery induce intensification of the
process of soil compaction and contributed to lower productivity indices achieved in the
lasts years. An alternative to reduce traffic in sugarcane harvest is to change the planting
row spacing configuration of the conventional method to combined, alternating or
equidistant lines in order to reduce soil compaction. The objective of this study was to
analyze the impact of machinery traffic in different planting configurations on the
attributes of the soil and root system of sugarcane in two agricultural crops in a field
experiment with the following treatments: 1- Reference spacing - single spacing with 1.50
m between rows; 2- double combined spacing - spacing of 0.90 x 1.50 m between double
lines; 3- triple combined spacing - spacing of 0.75 x 0.75 x 1.50 m between rows; 4-
Precision geometric planting with spacing of 0.75 x 0.75 m between plants and between
the lines. Soil attributes evaluated were: soil density, soil porosity, soil penetration
resistance and water content. Soil was sampled in the planting and rolling lines, in the
layers of 0.00-0.10 m, 0.10-0.20 m, 0.20-0.40 m, 0.40-0.60 m 0.60-1.00 m. Soil physical
quality was evaluated by means of the optimal water range (IHO) and soil load bearing
capacity (CSC). Stems samples were collected in each plot to evaluate technological
variables and the roots were collected by steel probe and separated by sieving. Soil LBC
models showed that reference and double combined spacing promoted higher values of
pre-consolidation pressure in the sugarcane plant. Reference spacing showed higher
restriction density to the root system for both soil resistance penetration and soil density.
Precision geometric planting showed higher productivity in the plant cane. Optimum
water range was sensitive to changes promoted by traffic of machines and showed better
soil physical quality in the treatments with reduced machines traffic.
Keywords: Soil structure, root system, soil management, traffic control; Saccharum spp.
CAPÍTULO II
LISTA DE FIGURAS
Figura 1. Esquema de amostragem para a caracterização da pressão de pré-consolidação
do solo.
54
Figura 2. Modelos de capacidade de suporte de carga do solo (n = 45) para os
sistemas de espaçamento referência (ER), espaçamento combinado duplo (ECD)
e espaçamento combinado triplo (ECT), na linha de plantio (LP) e do rodado (LR)
nas camadas de 0,00-0,10 e 0,20-0,30 m para cana planta.
58
Figura 3. Modelos de capacidade de suporte de carga do solo (n = 45) para os
sistemas de espaçamento referência (ER), espaçamento combinado duplo (ECD)
e espaçamento combinado triplo (ECT), na linha de plantio (LP) e do rodado (LR)
nas camadas de 0,00-0,10 e 0,20-0,30 m, para o primeiro corte.
63
LISTA DE TABELAS
Tabela 1. Limites de consistência determinados na camada superficial (0,00-0,20
m) do Latossolo Vermelho.
53
Tabela 2. Modelos de capacidade de suporte de carga para as configurações de
plantio com espaçamento referência (ER), espaçamento combinado dublo (ECD)
e espaçamento combinado triplo (ECT), determinados na linha de plantio (LP) e
rodado (LR) nas camadas de 0,00-10 m e 0,20-0,30 m.
57
Tabela 3. Teste de significância comparando os modelos de capacidade de suporte
de carga do Latossolo Vermelho nos diferentes espaçamentos. Espaçamento
referência (ER), espaçamento combinado dublo (ECD), espaçamento combinado
triplo (ECT), determinados na linha de plantio (LP) e rodado (LR) nas camadas de
0,00-10 m e 0,20-0,30 m.
60
Tabela 4. Modelos de capacidade de suporte de carga para as configurações de
plantio: espaçamento referência (ER), espaçamento combinado dublo (ECD),
combinado triplo (ECT), determinados na linha de plantio (LP) e rodado (LR) nas
camadas de 0,00-10m e 0,20-0,30m. Área com tráfego (CT) e sem tráfego (ST) no
primeiro corte.
61
Tabela 5. Teste de significância comparando os modelos de capacidade de suporte
de carga do Latossolo Vermelho nos diferentes espaçamentos espaçamento
referência (ER), espaçamento combinado dublo (ECD), espaçamento combinado
triplo (ECT), determinados na linha de plantio (LP) e rodado(LR) nas camadas
0,00-10 e 0,20-0,30m, para o primeiro corte.
65
CAPÍTULO III
LISTA DE FIGURAS
Figura 1. Amostragem de raiz no solo para o espaçamento referência (ER) com a
distância entre as linhas: (A) amostragem na linha de plantio e (B) amostragem em
torno da soqueira; (C) amostragem entre as linhas duplas; (D) entre o espaçamento
das linhas combinadas. ER=espaçamento referência; ECD=espaçamento combinado
duplo; ECT=espaçamento combinado triplo; PGP=plantio geométrico de precisão.
74
Figura 2. Extrato do balanço hídrico, precipitação, evapotranspiração potencial (ETP)
e evapotranspiração real ou efetiva (ETR) do município de Lençóis Paulista no
período de outubro/2012 até outubro/2014.
76
Figura 3. Valores transformados (F) de densidade de raízes em função da resistência
do solo à penetração, para o ER=espaçamento referência; ECD=espaçamento
combinado duplo; ECT= espaçamento combinado triplo e PGP=plantio geométrico
de precisão; para a área com e sem tráfego.
78
Figura 4. Valores transformados (F) de densidade de raízes em função da densidade
do solo, para o ER=espaçamento referência; ECD=espaçamento combinado duplo;
ECT= espaçamento combinado triplo e PGP=plantio geométrico de precisão; para a
área com e sem tráfego.
79
Figura 5. Dados ajustados pelo modelo para avaliar a relação entre os valores F de
raízes e a resistência do solo à penetração para as diferentes configurações de plantio.
ER = espaçamento referência; ECD = espaçamento combinado duplo; ECT =
espaçamento combinado triplo; PGP = plantio geométrico de precisão; LPT = linha
de plantio com tráfego; LRT = linha de rodado com tráfego; LPNT = linha de plantio
sem tráfego; LRNT = entrelinha sem tráfego.
82
Figura 6. Dados ajustados pelo modelo para avaliar a relação entre os valores F de
raízes e a densidade do solo para as diferentes configurações de plantio. ER =
espaçamento referência; ECD = espaçamento combinado duplo; ECT = espaçamento
combinado triplo; PGP = plantio geométrico de precisão; LPCT = linha de plantio
com tráfego; LRCT = linha de rodado com tráfego; LPST = linha de plantio sem
tráfego; EST = entrelinha sem tráfego.
85
Figura 7. Mapas de distribuição de matéria seca radicular da cana-de-açúcar para solo
arenoso para a áre trafegada e não trafegada, para as configurações de plantio
ER=espaçamento referência, ECD=espaçamento combinado duplo;
ECT=espaçamento combinado triplo; ERnt=espaçamento referência não trafegado;
ECDnt=espaçamento combinado duplo não trafegado; ECT=espaçamento combinado
triplo não trafegado; PGP=plantio geométrico de precisão;
87
LISTA DE TABELAS
Tabela 1. Composição textural, porosidade do solo, densidade do solo e resistência
do solo à penetração nas camadas de 0,00-0,10 m, 0,10-0,20 m, 0,20-0,40 m, 0,40-
0,60 m e 0,60-1,00 m, da área experimental antes da instalação do experimento.
72
Tabela 2. Parâmetros de ajuste do modelo de regressão não linear para estimar valores
de F a partir dos valores de resistência do solo à penetração e densidade do solo para
os tratamentos estudados na linha de plantio (LP) e linha de rodado (LR).
80
Tabela 3. Produtividade (Mg ha-1) em função dos espaçamentos para o primeiro corte
(cana planta) e segundo corte (cana soca) ano de avaliação.
89
Tabela 4. Produtividade (Mg ha-1) em função dos espaçamentos e tráfego para o
segundo ano de avaliação (cana soca).
89
CAPÍTULO IV
LISTA DE FIGURAS
Figura 1. Dados climáticos referente aos quatro ciclos da cana-de-açúcar (outubro de
2012 a outubro de 2016) em Lençóis Paulista
103
Figura 2. Intervalo hídrico ótimo do solo representando a variação no conteúdo de
água do solo na capacidade de campo (CC, Ψ=10 kPa), ponto de murcha permanente
(PMP, Ψ = 1.500 kPa), porosidade de aeração (PA = 0,10 m3 m-3) e resistência do solo
à penetração (RP = 2,0 MPa).
105
Figura 3. Testes de média para as variáveis tecnológicas da cana-de-açúcar: POL,
Fibra, Açúcar (Ton ha-1 e g perfilho-1) na cana planta, para os espaçamentos
ER=espaçamento referencia; ECD=espaçamento combinado duplo;
ECT=espaçamento combinado triplo; PGP= plantio geométrico de precisão;
108
Figura 4. Testes de média para as variáveis tecnológicas da cana-de-açúcar: POL,
Fibra, Açúcar (Ton ha-1 e g perfilho-1) na cana planta, para os espaçamentos
ER=espaçamento referencia; ECD=espaçamento combinado duplo;
ECT=espaçamento combinado triplo; PGP= plantio geométrico de precisão;
111
Figura 5. Testes de média para as variáveis tecnológicas da cana-de-açúcar: POL,
Fibra, Açúcar (Ton. ha-1 e g perfilho-1) no primeiro corte, para os espaçamentos
ER=espaçamento referencia; ECD=espaçamento combinado duplo;
ECT=espaçamento combinado triplo; PGP= plantio geométrico de precisão;
112
Figura 6. Balanço de produtividade nos quatro cortes da cana-de-açúcar para os
tratamentos estudados.ER = espaçamento referência; ECD = espaçamento combinado
duplo; ECT = espaçamento combinado triplo; PGP = plantio geométrico de precisão.
113
LISTA DE TABELAS
Tabela 1. Composição textural, porosidade do solo, densidade do solo e resistência
do solo à penetração nas camadas de 0,00-0,10 m, 0,10-0,20 m, 0,20-0,40 m, 0,40-
0,60 m e 0,60-1,00 m, da área experimental antes da instalação do experimento.
98
Tabela 2. Estimadores dos parâmetros da regressão linear para resistência mecânica
à penetração (RP), em função da umidade volumétrica do solo (θ) e da densidade do
solo
(DS)(1).
104
LISTA DE EQUAÇÕES
EQUAÇÃO 1. Capacidade de suporte de carga do solo. Proposto por Dias, Junior (1994) ...... 55
EQUAÇÃO 2. Cálculo de biomassa seca de raiz. ...................................................................... 75
EQUAÇÃO 3. Cálculo dos efeitos da resistência do solo à penetração..................................... 77
EQUAÇÃO 4. Cálculo da resistência do solo à penetração. .................................................... 101
EQUAÇÃO 5. Cálculo de retenção de água no solo. ............................................................... 101
EQUAÇÃO 6. Cálculo do teor de água no solo. ...................................................................... 102
Sumário
INTRODUÇÃO GERAL .............................................................................................. 16
HIPÓTESE .................................................................................................................. 18
OBJETIVOS ............................................................................................................... 18
Geral........................................................................................................................ 18
Específicos ............................................................................................................... 18
REVISÃO DE LITERATURA ..................................................................................... 19
O CENÁRIO ATUAL DA CANA-DE-AÇÚCAR NO BRASIL .................................................. 19
SISTEMA RADICULAR DA CANA-DE-AÇÚCAR ................................................................ 20
ESPAÇAMENTO NA CULTURA DA CANA-DE-AÇÚCAR .................................................... 23
CONTROLE DE TRÁFEGO AGRÍCOLA NA CULTURA DA CANA-DE-AÇÚCAR ..................... 27
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................................................... 30
METODOLOGIA GERAL .......................................................................................... 38
COMPACTAÇÃO DE UM LATOSSOLO VERMELHO CULTIVADO COM
CANA-DE-AÇUCAR SOB DIFERENTES CONFIGURAÇÕES DE PLANTIO E
TRÁFEGO DE MÁQUINAS ........................................................................................ 48
RESUMO .................................................................................................................... 48
ABSTRACT ................................................................................................................ 49
INTRODUÇÃO .......................................................................................................... 50
MATERIAL E MÉTODOS ........................................................................................ 51
RESULTADOS E DISCUSSÃO ................................................................................ 56
CONCLUSÕES .......................................................................................................... 65
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ........................................................................ 66
PRODUTIVIDADE DE CANA-DE-AÇUCAR E BIOMASSA DE RAÍZES EM
DIFERENTES CONFIGURAÇÕES DE PLANTIO E TRÁFEGO DE
MÁQUINAS...................................................................................................................68
RESUMO .................................................................................................................... 68
ABSTRACT ................................................................................................................ 69
INTRODUÇÃO .......................................................................................................... 70
MATERIAL E MÉTODOS ........................................................................................ 71
RESULTADOS E DISCUSSÃO ................................................................................ 77
CONCLUSÕES .......................................................................................................... 90
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ........................................................................ 90
INTERVALO HÍDRICO ÓTIMO E PRODUTIVIDADE DA CANA-DE-AÇUCAR
SOB DIFERENTES ESPAÇAMENTOS DE PLANTIO E TRÁFEGO DE
MÁQUINAS ................................................................................................................... 94
RESUMO .................................................................................................................... 94
ABSTRACT ................................................................................................................ 95
INTRODUÇÃO .......................................................................................................... 96
MATERIAL E MÉTODOS ........................................................................................ 98
RESULTADO E DISCUSSÃO ................................................................................ 104
CONCLUSÕES ........................................................................................................ 115
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ...................................................................... 115
16
INTRODUÇÃO GERAL
A produção da cana-de-açúcar tem demonstrado evolução no que se refere à
utilização de máquinas, implementos, técnicas de manejo e transporte, com a opção por
veículos de maior capacidade unitária de carga, o que provoca, entretanto, impactos
adversos no solo, destacando-se o processo de compactação.
O sistema de colheita mecanizada precisa apresentar eficiência em termos de
operação no campo, sendo assim, as adequações nas máquinas agrícolas têm resultado
em maior peso e potência. A produtividade das culturas depende de um equilíbrio entre
as condições de solo adequadas para o crescimento das plantas (solo friável) e as
necessárias para as operações mecanizadas (solo compactado). As plantas necessitam de
condições de solo propícias para o crescimento das raízes, com boa aeração e suprimento
adequado de água, enquanto as operações mecanizadas requerem condições de solo
compactado para a tração e para suportar as cargas impostas. Essas características têm
sido obtidas com o uso do controle de tráfego agrícola.
O controle de tráfego representa uma alternativa para o manejo agrícola, já que
separam zonas de tráfego de zonas em que há crescimento das plantas, concentrando a
passagem de pneus em linhas permanentes, distinguindo fisicamente essas áreas, fazendo
com que uma área menor seja atingida, embora mais intensamente.
A redução da área trafegada é uma prática recente que tem como objetivo uma
resposta direta aos problemas da compactação do solo, pois reduz a área total afetada pelo
tráfego preservando as condições de solo ideais para o crescimento das culturas.
Um componente fundamental para que se tenha sucesso com a adoção do controle
de tráfego é o uso dos implementos com as mesmas larguras ou larguras múltiplas.
Portanto, deve-se tentar diminuir as áreas trafegadas pelo ajuste das bitolas de todas as
máquinas empregadas na produção da cultura. Em diversas culturas, como no caso da
cana-de-açúcar, o ajuste da bitola das máquinas e equipamentos é viável já tem sido
utilizada pelas unidades produtoras.
O uso de espaçamentos coincidentes ou múltiplos entre todos os maquinários
agrícolas melhora as condições de tráfego sob maior teor de água no solo e aumenta a
eficiência de tração devido às melhorias no deslocamento dos pneus. Este tipo de manejo
é adequado para sistemas de produção com cultivo em linha. As zonas de tráfego podem
permanecer no local por um ciclo da cultura ou ser mantido ao longo de vários ciclos,
como ocorre na cultura da cana-de-açúcar na Austrália.
17
Outra forma reconhecida de se controlar o tráfego de máquinas e elevar à produção
por unidade de área é a diminuição do espaçamento entre as linhas da cana. Por meio
dessa redução, as plantas apresentam um número maior de perfilhos e de menor tamanho,
porém, o aumento do número de linhas por área devido à redução do espaçamento resulta
em um aumento na produtividade. Galvani et al. (1997) constatou que a produtividade
em espaçamentos reduzidos é maior, por existir um maior índice de área foliar, o qual
proporciona um acréscimo na taxa líquida de fotossíntese devido a maior absorção de
radiação solar. Boyce (1968) verificou que a cada 30 cm no aumento do espaçamento da
cana-de-açúcar, o rendimento da cultura diminuiu 5,75 t ha-1 ano-1, em locais onde a
umidade não se comportou como fator limitante.
Para avaliar a susceptibilidade à compactação e o momento adequado para executar
as operações mecanizadas no campo, atributos físico-mecânico do solo têm sido
utilizados. Alguns destes atributos relativos ao comportamento compressivo do solo são
obtidos da curva de compressão, representado graficamente pela relação entre o logaritmo
da pressão aplicada e a densidade do solo ou índice de vazios. Como exemplos desses
atributos, citam-se o índice de compressão e a pressão de pré-consolidação.
O Intervalo Hídrico Ótimo (IHO) também é um atributo do solo sensível aos efeitos
da compactação do solo, sendo sugerido como indicador de qualidade física do solo que
influencia diretamente na produção das culturas. O IHO do solo engloba informações
sobre resistência do solo à penetração, disponibilidade de água e aeração, indicando assim
o conteúdo de água onde as limitações são mínimas ao desenvolvimento das culturas.
As condições de umidade ideais para o desenvolvimento do sistema radicular e
consequentemente crescimento das plantas ocorrem entre o limite superior e inferior do
IHO. O solo apresenta condições limitantes quando o teor de água fica acima ou abaixo
dos limites do IHO e críticas ao crescimento das plantas quando a densidade do solo
estiver acima da densidade onde o IHO é nulo. Reduções na amplitude do IHO são
ocasionadas pela degradação estrutural do solo, produzindo condições que limitam o
desenvolvimento da cultura, refletindo na produtividade.
A manutenção e sustentabilidade da estrutura dos solos agrícolas,
independentemente dos sistemas de manejos utilizados é fundamental. Dessa forma, a
redução da área trafegada durante as operações agrícolas, associada com o controle de
tráfego combinado com espaçamentos diferenciados de plantios da cana-de-açúcar
18
poderá diminuir substancialmente a compactação do solo, prolongando a longevidade das
soqueiras da cultura, com ganhos substanciais de produtividade de biomassa.
HIPÓTESE
As configurações de plantio que permitem menor área total trafegada por
máquinas na cultura da cana-de-açúcar, proporcionam menor compactação, maior
desenvolvimento radicular e produtividade da cultura da cana-de-açúcar.
OBJETIVOS
Geral
Avaliar o efeito de áreas permanentes de tráfego em diferentes configurações de
plantio da cana-de-açúcar sobre os atributos físicos do solo relacionados com a
produtividade da parte aérea e desenvolvimento do sistema radicular da cana-de-açúcar,
da variedade CTC 15 na região de Lençois Paulista-SP, avaliados em duas safras
agrícolas.
Específicos
Determinar o teor de água, a densidade e a porosidade do solo para um Latossolo
Vermelho distrófico cultivado com cana-de-açúcar em áreas com o controle de tráfego
com diferentes configurações de plantio.
Verificar e modelar a capacidade de suporte de carga de um Latossolo Vermelho
distrófico com base nas suas características intrínsecas e dinâmicas, submetidos ao
manejo da cultura da cana-de-açúcar cultivada com o controle do tráfego de máquinas
com diferentes configurações de plantio.
Identificar limites críticos de densidade do solo onde à resistência do solo à
penetração e a porosidade de aeração são restritivos ao desenvolvimento das plantas,
utilizando a metodologia do intervalo hídrico ótimo.
Verificar o comportamento das plantas por meio de avaliações biométricas (parte
aérea e sistema radicular) e de produtividade (colmos industriais e qualidade tecnológica)
em diferentes espaçamentos de plantio correlacionando com a redução de tráfego de
máquinas e atributos físicos do solo.
Correlacionar variáveis biométricas para identificar níveis de estresse relacionados
à redução do tráfego de máquinas e atributos físicos do solo.
19
CAPÍTULO I
REVISÃO DE LITERATURA
O cenário atual da cana-de-açúcar no Brasil
O Brasil ocupa a segunda posição no ranking dos maiores produtores mundiais de
bioetanol, este que é liderado pelos Estados Unidos. Na safra de 2014/2015 o volume
mundial produzido alcançou 93 bilhões de litros, destes os EUA e o Brasil, participam
com 58 e 26% respectivamente (RENEWABLE FUEL ASSOCIATION, 2015). A
utilização de etanol hidratado por parte dos automóveis bicombustíveis combinado a
adição de 27% de etanol anidro na gasolina promoveu uma redução na emissão dos gases
do efeito estufa da ordem de 300 milhões de toneladas de CO2eq, no período de 2003 até
o ano de 2015. Aliado a isso, vem crescendo o interesse por parte das unidades de
produção na utilização do bagaço e da palha remanescente da colheita para a geração de
energia elétrica por meio da queima de biomassa e etanol de segunda geração.
No entanto, desde o ano de 2008 o setor sucroenergético experimentou uma perda
na capacidade de moagem de aproximadamente 48 milhões de toneladas de cana, essa
conta é feita com base na abertura de novas unidades de produção e do fechamento de
algumas outras, resultando no ano de 2013 no montante de 600 milhões de toneladas na
região Centro-Sul. O decréscimo do potencial produtivo por conta da redução dos tratos
culturais nos canaviais associado a idade avançada do canavial e os problemas com o
aumento das áreas mecanizadas, contribuiu para as baixas produtividades médias da
cultura com médias, as quais alcançam em média 70 Mg ha-1, muito abaixo do potencial
produtivo da cana (WACLAWOVSKY et al., 2010).
Diante da crise, permanece a importância de propostas emergentes, tendo como
principal motivação a valorização do setor sucroenergético. Direcionar esforços para o
desenvolvimento de tecnologias dos subprodutos economicamente viáveis provenientes
da cana-de-açúcar, com vistas a aumentar o rendimento produtivo e disseminar iniciativas
que contribuem com a sustentabilidade frente as fontes de energias não renováveis
(TOLMASQUIM, 2007). Dentre os segmentos destaca-se a Bioenergia como forma de
explorar a energia gerada a partir da biomassa procedente de fontes renováveis, as quais
os combustíveis líquidos de primeira e segunda geração (DON et al., 2012).
A Bioenergia representa uma estratégia útil para a mitigação do impacto ambiental
provocado pelos gases do efeito estufa (GEE), por meio da emissão de carbono derivado
20
da combustão de biocombustíveis, que por sua vez é parcialmente absorvida pelo
processo de fotossíntese promovendo a reciclagem do carbono (BONOMI, et al., 2016).
As culturas para a produção de bioenergia são elencadas de acordo com a sua
capacidade de ser ambientalmente sustentável associado a altos rendimentos, sendo
assim, suas características desejáveis são conhecidas como o crescimento rápido e alta
produtividade de biomassa, e isso atrelado sempre ao baixo custo de produção (SOUZA
et al., 2013). Considerando as fontes primárias renováveis no Brasil, a biomassa é uma
das principais origens do fornecimento de energia, uma vez que o país apresenta grande
vantagem competitiva por conta da sua localização global e uma agricultura bem
desenvolvida (BRASIL, 2015).
Notoriamente a produção de biomassa é um segmento base da bioeconomia, no qual
vem sustentando uma cadeia econômica e prospectando maior capitalização, contribuindo
assim para a geração de novos empregos e de novos produtos com valor agregado
(CORTEZ, 2016).
Sistema radicular da cana-de-açúcar
O sistema radicular é o suporte a inúmeras características da planta, dentre as mais
destacáveis estão à capacidade de absorção de nutrientes, germinação ou brotação,
sustentação e tolerância a pressões aplicadas por maquinário, com ações de manejo ao
longo do ciclo da cana-de-açúcar. Logo a compactação do solo promove limitações ao
sistema radicular por forma de barreiras físicas, com o aumento da pressão de pré-
consolidação do solo, aumento da densidade do solo e diminuição do volume de poros,
resultado em perdas na produtividade.
O pleno desenvolvimento das raízes da cana-de-açúcar está condicionado a fatores
como genética, ambiente, solo e clima (VASCONCELOS et al., 2003) de acordo com
Vasconcelos e Garcia (2005) concentrações de raízes em determinadas faixas do solo não
são indicativas de desenvolvimento da planta e sim quando o sistema radicular explora
todo o perfil do solo, ao longo do ano com a influência das variações de clima. Esse
comportamento foi verificado por Rossi Neto (2015), o qual concluiu que o maior volume
de raiz não explica a produção da parte aérea, contudo, pode-se complementar ainda que
o sistema radicular da cana-de-açúcar cresce até atingir um ponto ótimo, no qual fornece
recursos necessários a planta e a partir desse ponto as raízes acumuladas não tornam a
planta mais produtiva.
21
A arquitetura do sistema radicular é o fator chave no aproveitamento dos recursos
do solo pela planta, a forma de distribuição do sistema radicular torna mais eficiente a
relação da planta com o solo, absorção de água e dinâmica de crescimento
(VASCONCELOS et al., 2003; OTTO et al., 2009). Conhecer o comportamento do
sistema radicular frente ao crescimento, pode ser útil para a tomada de decisões porque
apoia a configuração do espaçamento, aplicação de insumos, operações mecanizadas,
implantação de sistema de irrigação e drenagem (CASAGRANDE, 1991; OTTO et al.,
2009).
As raízes se desenvolvem de forma diferenciada de acordo com a variedade,
acumulando-se entre os ciclos, ou seja, da cana planta até a última soca (FARONI;
TRIVELIN, 2006). Para Vasconcelos (2002) a colheita da cana-de-açúcar não causa a
renovação do sistema radicular e sim, quando há deficiência hídrica por todas as fases de
desenvolvimento.
Estolões e raízes exercem um papel importante na rebrota, pelo fato de trabalharem
como suporte de reserva orgânica, energética e nutricional (TRIVELIN et al., 2002).
Junto com a brotação de soqueiras, ocorre a formação de raízes, estas que vão alimentar
os rebentos no início do ciclo (CASAGRANDE, 1991). Para Avilan (1978) as raízes se
concentram ao redor das soqueiras, entre uma distância média de 0,00 a 0,35 m, no
entanto, as menores concentrações de raiz ocorrem num raio de 0,35 a 0,70 m da touceira.
O desenvolvimento das raízes e a formação do seu raio de ação são respostas às
condições de solo e clima, porque o sistema radicular demonstra plasticidade nas formas
e tamanhos (SMITH et al., 2005). O estudo de Faroni e Trivelin (2006) propôs determinar
as raízes da cana-de-açúcar metabolicamente ativas por meio de isótopo estável de 15N,
os autores concluíram que, 31% de raízes metabolicamente ativas se concentravam na
camada de 0,60 a 0,80 m do solo, comparados a 23% na camada de 0,00 a 0,20 m. A
adaptação de vários cultivares de cana ao solo foi estudada por Costa et al. (2007), os
autores constataram que o sistema radicular se desenvolve no solo de acordo com as
particularidades do cultivar, levando em consideração a precocidade das variedades,
característica mais marcante em solos de menor potencial produtivo, uma vez que as
raízes penetram no solo com maior facilidade.
O padrão exponencial de crescimento e distribuição das raízes na superfície do solo
é semelhante (BALL-COELHO et al., 1992; ANTWEPEN, 1998) e verificado em vários
estudos sobre densidade e comprimento de raízes superficiais no solo. Antwepen (1998)
22
constatou que as densidades máximas de raiz concentravam-se entre 0,05 e 0,27 m,
respectivamente, aos 87 e 238 dias após o plantio, com diversas variedades em solo Sul
Africano. Reghenzani (1993) em solo Australiano encontrou densidades máximas do
sistema radicular em superfície na faixa de 0,3 m. Otto et al. (2011) relataram que o
sistema radicular da cana-de-açúcar obteve variações, tanto vertical como
horizontalmente, trabalhando sob Latossolo Vermelho na região de Jaboticabal-SP.
As características de proliferação das raízes da cana-de-açúcar descritas acima
demonstram que, seu crescimento no solo é variável e pode sofrer alterações por conta de
impedimentos físicos, químicos e hidrológicos (SOUZA et al., 2015). Efeitos atribuídos
ao sistema radicular como modificações induzidas pela consolidação das camadas do solo
são distintos e podem provocar limitações de crescimento.
As modificações no solo por conta do tráfego de máquinas e equipamentos no
sistema de produção da cana-da-açúcar promovem o aumento da densidade do solo,
resistência do solo à penetração e a pressão de pré-consolidação do solo (SOUZA et al.,
2012). As inúmeras operações mecanizadas na cultura da cana-de-açúcar são causa de
alterações nos atributos do solo, e promovem os maiores danos nas camadas superficiais
do solo (CORÁ et al., 2004).
Devido ao crescimento variável das raízes da cana-de-açúcar como resposta a
barreiras físicas no solo, determinar as relações entre densidade do solo e crescimento de
raízes é um trabalho oneroso. De acordo com Otto et al. (2011), geralmente é lançado
mão de modelos empíricos para determinar a relação entre desenvolvimento da planta e
condições de ambiente. A dificuldade no uso de tais modelos está na relação de variáveis
dependentes e não dependentes das condições biológicas, o que causa confusão quando
existem outros fatores no meio. Para Vasconcelos et al. (2003) a variabilidade intrínseca
do solo sob condições químicas, físicas e biológicas, podem induzir ao erro e gerar
resultados que não representam a realidade. Diante das dificuldades da mensuração de
raízes da cana-de-açúcar no solo, faz-se necessário a utilização de métodos quantitativos
e qualitativos. De acordo com Vasconcelos et al. (2003) o método utilizado para a
avaliação das raízes no solo é de fundamental importância para a definição do tempo
gasto, economia de trabalho e precisão na amostragem.
A literatura apresenta trabalhos nos quais os resultados obtidos demonstraram as
diferenças qualitativas e quantitativas, de acordo com a variedade (VASCONCELOS,
23
1998) ao longo dos ciclos (BALL-COELHO et al., 1992) e entre sistemas de colheita
(YANG, 1977).
Para Otto et al. (2009) os métodos mais utilizados para avaliação de raízes no solo,
são os que priorizam a escavação, com uso de trados, monólitos, perfil do solo, tubos de
acrílico, assim como os métodos indiretos. Os autores salientam que o método a ser
escolhido tem que considerar as condições de colheita, condições edáficas, a
disponibilidade de trabalho da amostra e o produto final ou o objetivo do estudo.
Na literatura há muitas revisões que abordam os tipos e características de cada
metodologia para avaliação do sistema radicular, dois exemplos clássicos são os de Böhm
(1979) e Köpke (1981). Porém, para Vasconcelos et al. (2003) não existe um método que
seja adequado, todos são dependentes da condição “in situ”, mudando de acordo com a
cultura, variedade e tipo de manejo.
Os métodos de monólito e sonda de amostragem foram comparados por Otto et al.
(2009), que concluíram que a sonda de amostragem de 0,55 m de diâmetro se assemelhou
ao método do monólito, quando comparado o volume de raízes amostrado. Vasconcelos
et al. (2003) comparando métodos de escavação do solo com digitalização de raízes no
perfil encontraram que o este último foi mais sensível as diferenças entre os tratamentos
avaliados.
No entanto, independentemente do método empregado, o estudo de raízes da cana-
de açúcar é de suma importância para que as ações de manejo sejam aplicadas de forma
racional, desde o sistema adotado e a configuração de plantio, até os tratos culturais, tais
como: fertilização, sistemas de irrigação, controle de erosão, entre outros.
Espaçamento na cultura da cana-de-açúcar
A otimização da configuração de plantio e densidade populacional de plantas da
cana-de-açúcar é um desafio à indústria canavieira, tendo em vista a busca do setor por
maiores produtividades. Pesquisas têm sido desenvolvidas buscando respostas sobre o
efeito da redução do espaçamento no aproveitamento de recursos pela planta, bem como
a aplicação do controle de tráfego na cultura.
Associada ao controle do tráfego de máquinas, a alternativa que pode auxiliar na
redução da compactação do solo é o plantio com diferentes espaçamentos entre linhas
e/ou plantas, distinguindo a área de crescimento da planta e abrangendo maior espaço
para o seu crescimento, considerando que esse arranjo reconfigura uma área
24
anteriormente cultivada com espaçamento simples (uma linha entre as linhas do rodado),
para um plantio com maior densidade de plantas por hectare e espaçamentos entre as
linhas destinadas ao tráfego, reduzindo as passagens num mesmo local (BRAUNBECK;
MAGALHÃES, 2010).
De acordo com Casagrande e Vasconselos (2008) a distância entre sulcos ou fileiras
de plantas adjacentes pode ser configurada uniformemente, quando é definido pela
distância equidistante e também é denominado de plantio simples alternado e combinado.
A redução da distância entre sulcos na maioria das vezes resulta em ganhos de
produtividade.
Pensando nisso, a alteração na configuração de plantio representa uma técnica
reconhecida para adequar o cultivo da cana nos sistemas mecanizados de colheita, com o
objetivo maior de diminuir o impacto no solo e aumentar a taxa produtiva da cultura
(TORQUATO et al., 2015).
No trabalho desenvolvido por Rossi Neto (2015) foi observado um aumento de
produtividade da cana-de-açúcar com o emprego do espaçamento de 0,75 x 0,75 m, para
um solo argiloso, enquanto no solo arenoso o maior aumento foi observado como
espaçamento de 1,0 m entrelinhas equidistantes.
Entretanto, desde o início do avanço da mecanização nas operações de colheita, o
espaçamento da cultura é condicionado a largura das máquinas, fator que limita o
emprego de espaçamentos reduzidos ou coincidentes, bem como, prováveis incrementos
em produtividade (MAGALHÃES, 2012). Souza et al. (2012) retratam que os trabalhos
realizados no Brasil sobre espaçamento da cana-de-açúcar mostram um aumento em
produtividade com a redução do espaço entre plantas, porém, a última recomendação é
pelo uso de espaçamentos mais largos, pensando na adequação da largura efetiva das
máquinas para facilitar a mecanização.
Desde então os espaçamentos simples de 1,40 e 1,50 m, foram adotados como
alternativa, por conta da sua configuração permitir a alocação de menor espaço entre
plantas para a colheita mecanizada, diminuindo a sobreposição da soqueira. Por esse
motivo são os mais empregados nas unidades produtoras do Brasil até os dias atuais.
Algumas pesquisas foram desenvolvidas na década de 80 com o objetivo de testar
tipos de espaçamento de “base larga” configurado a distancias entre fileiras de 1,80 m,
1,90 m, 2,00 m e 2,20 m (BELARDO et al., 2015). Nos quais foram destacados e
reconhecidos como os espaçamentos mais adequados para a prática de colheita
25
mecanizada com uma fileira, esta que é a principal configuração de plantio utilizada em
países como a Austrália, até os dias atuais.
No Brasil, recentemente as unidades produtoras têm adotado o espaçamento
denominados como duplos alternados. Como exemplo dessa configuração tem-se o 0,90
x 1,50 m e 0,90 x 1,60 m. São métodos de plantio que geram ganhos financeiros pela
economia dos custos de produção em razão dos novos projetos emergentes de colhedoras
permitirem a colheita de duas fileiras numa passada, aumentando a capacidade
operacional (BELARDO et al., 2015).
Em levantamentos pioneiros feitos pelas unidades produtoras da cana-de-açúcar no
Brasil, foram considerados os principais fatores que condicionam a produtividade da
cana-de-açúcar por cinco cortes subsequentes, nesse estudo foi sugerido que o emprego
de espaçamentos reduzidos em solos arenosos e de baixa fertilidade representam boas
alternativas para o aumento da produtividade (BELARDO et al., 2015). A exemplo desse
tipo de configuração tem-se os arranjos de 0,50 x 1,50 m, o duplo alternado 0,90 x 1,50
m e até com maior amplitude de redução 1,00 m ou 1,10 m. O principal fator para o
rendimento econômico satisfatório é preconizar técnicas de baixo custo marginal, no qual
se obtém ganhos proporcionalmente maiores na produção GULATI et al. (2015).
Nessa óptica o emprego de diferentes formas de distribuição das mudas no plantio
pode gerar economia no plantio e ganhos substanciais em produtividade, representando
um rendimento econômico na implantação e na longevidade dos canaviais. De acordo
com Xavier (2013) o investimento com as mudas no plantio da cana-de-açúcar representa
em torno de 17% do orçamento em áreas cultiváveis e cerca de 19% em áreas de
expansão, devido ao impute de insumos. Isto porque, a redução da distância entre plantas
e entrelinhas promove maior estabilidade e menor mortalidade de perfilhos, bem como a
melhor distribuição das touceiras (ROSSI NETO, 2015).
Os plantios da cana-de-açúcar são realizados com espaçamento entre 1,20 e 1,60 m
entrelinhas (SOUZA et al., 2014). Plantios mais estreitos como 1,0 m, por exemplo,
promoverão aumento de metros lineares por área. Nesse caso, se a produção da lavoura
for a mesma em um plantio mais largo ou mais estreito, o que ocorrerá é que a densidade
da linha da cana-de-açúcar, em relação à massa por metro lineares, será menor. Paes et
al. (1997) testaram quatro espaçamentos entre linhas de plantio, com 1,0 m e 1,90 m, para
três variedades da cana-de-açúcar. O número de colmos por metro quadrado foi menor ao
passo em que o espaçamento aumentou, porém, a densidade da linha da cultura no
26
momento da colheita foi ligeiramente menor para o espaçamento de 1,0 m entrelinhas,
enquanto que a produtividade não foi significativamente alterada.
Na literatura são encontradas abordagens sobre a interação da redução do
espaçamento e cultivares da cana-de-açúcar, tem-se como exemplo os trabalhos de Veiga
e Amaral (1952), Arruda (1961), Chen (1966), Paranhos (1972) e Pereira Junior (1984)
os quais não observaram interações significativas quanto a cultivares e configuração de
plantio. No entanto, Ortega (1966), Herbert (1967), Fernandez (1980), Barbieri (1981),
Espironelo et al. (1987), Richard Junior et al. (1991) e Banerjee et al. (2012), retratam
que houve interação significativa sobre o espaçamento e a cultivar em seus trabalhos.
A pesquisa sobre redução do espaçamento de plantio da cana-de-açúcar tem
induzido a vários questionamentos, nos quais, a interceptação de luz pela planta,
processos fisiológicos e bioquímicos. O estudo de Bull e Bull (1996) demonstra efeito
positivo da interceptação de luz pela planta e produtividade final da cana-de-açúcar.
Ainda, com espaçamento 0,5 m, os autores relatam que o fechamento dossel se deu aos
50 dias antes do previsto, representando um ganho de 1/3 do tempo para fechar a linha da
cultura. Olivier e Singels (2003) observaram um aumento na taxa de radiação
fotossinteticamente ativa de 30% com a redução do espaçamento de 1,5 para 0,9 m.
Garside et al. (2005) encontraram um aumento de 13% na radiação fotossinteticamente
ativa, trabalhando com espaçamento de 0,5 m.
Alguns estudos demonstram a necessidade de entender como é o comportamento
dos processos que envolvem as respostas da cultura em espaçamentos adensados, tais
como desenvolvimento foliar, a captura de radiação e conversão da biomassa (GARSIDE;
BELL, 2009). Assim, considerando que, 90% da massa seca que compõe a planta, são
decorrentes dos processos fotossintéticos (BENINCASA, 1988), estudar essas interações
entre os parâmetros de crescimento com estádios de desenvolvimento, fatores de
ambiente, tais como: luminosidade, temperatura, disponibilidade de água e nutrientes e
fechamento dossel, faz-se compreender sobre como se dá o processo de crescimento, a
adaptabilidade do vegetal ao ambiente, bem como a configuração de plantio (BONNET,
1998; PARK et al., 2005; GILBERT et al., 2006; MARAFON, 2012).
Esse tipo de análise é utilizado corriqueiramente, estimando-se os índices
morfofisiológicos, dentro de um esquema de amostragem sequencial, avaliando-se
regularmente o acúmulo de massa seca e da área foliar. A partir desses parâmetros, a
avaliação de crescimento da cana-de-açúcar também pode ser feita, com as análises de
27
perfilhamento e de desenvolvimento de folhas. O parâmetro que mais se correlaciona com
a produtividade é a dinâmica de crescimento dos colmos, considerando que, pode mudar
com a variedade e as condições do meio. A capacidade de armazenamento dos colmos
está ligada à sua morfologia, assim como o metabolismo responsável pelo transporte de
açúcar aos tecidos fonte e dreno. O acúmulo da sacarose no colmo é condicionado à
capacidade de armazenamento do mesmo e, então, as características da morfologia do
vegetal, as quais: área foliar, número de perfilhos, altura da planta e diâmetro dos
entrenós, está atrelada ao acúmulo de sacarose (MARAFON, 2012).
O perfilhamento se dá pelas frações subterrâneas de colmos que foram formados
anteriormente, no seu início é governado pela temperatura e radiação e é afetado por
fatores como: variedade, densidade de plantio, pelo período, ou seja, se é cana planta ou
soca, o regime hídrico e nitrogênio (SUGUITANI; MATSUOKA, 2001).
Contudo, a configuração de plantio com espaçamentos reduzidos, o manejo de
adubação e outros tratos culturais, são fundamentais para a viabilização da rentabilidade
do setor sucroenergético, nos solos tropicais brasileiros.
Controle de tráfego agrícola na cultura da cana-de-açúcar
Os sistemas de produção agrícola são dependentes do uso de máquinas, sem o
auxílio de tratores e colhedoras seria impossível de se utilizar das práticas modernas de
cultivo. Em contrapartida, o tamanho das máquinas vem aumentando de acordo com a
necessidade de produção. Acarretando em impactos negativos na qualidade física do solo,
por forma de deformações superficiais, tornando-o compactado e diminuindo
substancialmente a taxa de produção vegetal da cana-de-açúcar.
O deslocamento de um rodado pela superfície do solo gera tensões superficiais e
tangenciais, ou ainda, tensões normal e cisalhante, que são transferidas ao solo e podem
atingir suas camadas subsuperficiais (BARBOSA et al., 2004). A pressão exercida pelo
conjunto do rodado expulsa o ar dos poros, aumentando a coesão em solos argilosos e o
ponto de contato entre partículas em solos arenosos, esse efeito pode ser irreversível a
estrutura do solo, principalmente nas camadas superficiais (SOUZA et al., 2012).
Para Raper (2005), os fatores que influenciam a compactação do solo em áreas
trafegadas são: i) distribuição granulométrica, isto porque, solos com partículas de menor
tamanho são menos susceptíveis a compactação comparado a solos compostos por
partículas maiores ii) solos pulverizados são susceptíveis a quebra em menores frações
28
quando sofrem a pressão exercida pelo tráfego de máquinas. iii) solos com alta umidade,
e fora do seu estado de friabilidade, condições estas que diminuem a resistência do solo
à penetração. Além disso, há o aumento da densidade do solo com a umidade devido à
expansão das partículas, elevando o cisalhamento do solo.
Com a redução do espaço poroso e o aumento da densidade do solo, o sistema
radicular da cultura da cana-de-açúcar se desenvolve com dificuldade por conta dos
impedimentos físicos e a diminuição da disponibilidade do oxigênio (VISCHI FILHO et
al., 2015). Assim, é necessário manter o estado físico do solo adequado para o
desenvolvimento de plantas, por meio do monitoramento dos atributos físicos do solo e
seu comportamento compressivo, controlando o tráfego de máquinas, considerando que
a relação entre massa/volume e resistência do solo à penetração se interagem e podem e
são causa do impedimento radicular (SILVA et al., 2000; SEVERIANO et al., 2008).
Nas linhas trafegadas a densidade é tipicamente maior, comparada às linhas
adjacentes, contudo, densidade e índice de cone aumentam de acordo com a magnitude
do tráfego no solo. O primeiro sinal visível é a deformação do solo ou recalque, este que
é definido por Mialhe (1993) como o rebaixamento de leito provocado pelo conjunto
rodado, reduzindo o volume de poros, isto porque, problemas com a sobreposição dos
rodados de máquinas com elevada massa num determinado solo, no qual o estado de
umidade se encontra acima da faixa de friabilidade, acaba por ultrapassar a capacidade
de suporte de carga do solo, provocando deformações plásticas.
Avaliando a compactação e o recalque superficial de um Latossolo Vermelho em
condições de campo e laboratório, Couto et al. (2013), verificaram que a intensidade do
tráfego foi o fator que influenciou nos atributos estudados. De acordo com Tim Chamem
et al. (2015) se o solo for trafegado sob elevados teores de umidade pode acarretar numa
degradação estrutural ainda maior. Dessa forma, o crescimento da planta pode ser afetado
por conta da inibição das quantidades adequadas de nutrientes, oxigênio, gás carbônico e
água, devido as barreiras físicas no solo (MAZURANA et al., 2011; ORTIGARA et al.,
2014).
Além disso, solos com compactação adicional necessitam de mais energia, ou
potência das máquinas para as ações de manejo, tornando maiores os custos de operação
(OSKOUI; VOORHEES, 1991). Outra relação destacável é que em solos compactados o
apoio para máquinas e tração é maior, comparado a um solo sem compactação, também
a capacidade de suporte de carga. Burt et al. (1986) sugerem que trabalhar com pistas pré-
29
compactadas para o tráfego em áreas agrícolas pode ser uma alternativa de controle do
tráfego onde a janela de operações é curta no que diz respeito a operações mecanizadas.
A diminuição do tráfego de máquinas é uma realidade distante de ser alcançada,
tendo em vista que são inúmeras operações durante o ciclo da cultura da cana-de-açúcar
que necessitam de maquinário ou implementos de arrasto. No entanto, a solução para a
redução do tráfego, segundo, Assis et al. (2009), está no planejamento para se trabalhar
com o solo em condição de umidade ideal, dimensionamento de máquinas e
equipamentos que façam melhor aproveitamento de passagens e manobras na área.
O estudo de Braunack e Mcgarry (2006) é uma referência no que diz respeito a
controle de tráfego em cana-de-açucar, os autores trabalharam com diferentes
espaçamentos e linhas de tráfego controlado e constataram que a densidade do solo e
resistência do solo à penetração nas linhas de rodado apresentaram maiores valores
comparada as linhas de tráfego controlado. O estudo também mostra que na indústria
canavieira da Austrália essa forma de tráfego controlado é praticada nos canaviais,
direcionando a passagem de máquinas na mesma posição por até quatro cortes da cana-
de-açucar.
Contudo, a alternativa na redução do tráfego é o aumento da bitola das máquinas,
visando a menor amplitude do solo trafegada, com vistas a aumentar a área disponível
para o crescimento das plantas (SOUZA et al. 2012).
A ampliação gradual da colheita mecanizada, aqueceu o mercado de colhedoras,
fazendo com que novos projetos e conceitos de colhedoras fossem descartados, agravando
o problema da compactação do solo nos canaviais. De acordo com Sá et al. (2016) se a
bitola da máquina for padronizada a espaçamentos múltiplos da cana-de-açúcar, o tráfego
seria concentrado em menores faixas, esse benefício foi verificado por Souza et al. (2015)
nos quais relatam que a qualidade física do solo foi preservada quando adequou-se a
biotola do trator as linhas de tráfego, outro exemplo é o trabalho de Souza et al. (2012)
que observaram um aumento em produtividade de colmos da ordem de 18 a 20% no
canavial com tráfego controlado.
Embora os modelos de colhedoras disponíveis hoje apresentem boa qualidade, no
que diz respeito a robustez, algumas deficiências são observadas demandando inovação
tecnológica. Nesse caso, a proposta de colheita em linhas múltiplas pode ser viabilizada,
considerando seus benefícios econômicos e a redução substancial da compactação do
solo. Em trabalho pioneiro de Laguë et al. (2003) chama a atenção para a intensidade do
30
tráfego de máquinas nas culturas anuais e perenes durante o ciclo de produção, a proposta
da pesquisa em questão é o desenvolvimento de estruturas pórtico, que diminuem a área
total trafegada.
Nesse sentido, Taylor e Burt (1975) desenvolveram um equipamento para controlar
o tráfego priorizando a distinção das linhas destinadas ao crescimento de planta. Assim,
são configuradas as faixas de tráfego permanentes, compactadas e capazes de suportar o
recalque adicional, além de aumentar a eficiência de tração e flutuação.
Assim, a compactação do solo é invariavelmente reduzida, exceto para condições
criadas pelos implementos de preparo do solo. Na literatura, são encontrados vários
trabalhos, na tentativa de se criar uma estrutura provida com bitola maior do tipo estrutura
pórtico. Williford (1974) construíram uma estrutura para controle de tráfego em sistema
de produção de algodão, onde se priorizava seis linhas entre o rodado, os autores
observaram um aumento em produtividade que pode ser atribuído ao menor grau de
compactação do solo.
O aumento de bitola é outra proposta, Morrison (1985) sugeriu a utilização de
equipamentos de colheita com maiores bitolas e, a substituição de rodas duplas paralelas,
por rodagens no modo de tandem, ou sequenciais. Gebhardt et al. (1982) desenvolveram
uma máquina do tipo pórtico ou, barra porta ferramentas, com espaçamento de 3,3 metros
entre rodados. Uma unidade pórtico também foi desenvolvida pelo Laboratório de
Dinâmica de Solos (USDA) em 1978 para se estudar o controle de tráfego, que foi
empregada na cultura do milho, soja, algodão, segundo os autores, o uso desse
equipamento reduziu os valores de densidade do solo e resistência do solo à penetração.
Considerando que o desenvolvimento do setor sucroalcooleiro ocorra de maneira
sustentável é importante a realização de estudos com direcionamento do tráfego e
espaçamento de plantio, os quais permitirão redução da compactação e melhorias na
qualidade física do solo.
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METODOLOGIA GERAL
Localização da área experimental
O experimento foi desenvolvido em área pertencente à Usina Zilor (22º35’46” de
latitude sul e 48048’40” de longitude oeste), localizada no município de Lençóis Paulista-
SP (Figura 1). O relevo é classificado como suave-ondulado e, de acordo com a
classificação de Köppen, o clima da região é subtropical úmido do tipo Cwa. As
temperaturas médias do mês mais quente são superiores a 22 °C e do mês mais frio
inferiores a 18 °C. O solo é classificado como Latossolo Vermelho distrófico de textura
média (SANTOS et al., 2013).
Figura 1. Localização da área experimental pertencente a Usina Zilor localizada no
município de Lençóis Paulista-SP.
Caracterização física do solo da área de estudo
Foram realizadas amostragens de solo objetivando caracterizar a granulometria, a
resistência do solo à penetração e a relação massa e volume do solo e estão descritos nos
itens a, b, e c. O teor de água do solo se manteve entre 7 a 9%, essa caracterização foi
realizada no mês de julho de 2012, nesse período a pluviosidade na região é muito baixa
ou nula.
39
a) Análise granulométrica: foram determinadas as frações de areia, silte e argila
utilizando terra fina seca ao ar pelo método da pipeta com solução de hidróxido de sódio
0,1 (NaOH) com agente dispersante (CAMARGO et al., 1986).
b) Densidade e porosidade do solo: a densidade do solo foi calculada pela relação entre
a massa do solo seco em estufa a 105 °C e volume da amostra. A porosidade foi calculada
a partir da mesa de tensão e a microporosidade correspondeu a umidade volumétrica da
amostra submetida a uma tensão de 0,006 MPa, após saturação. A porosidade total foi
obtida segundo Embrapa (2011) e a macroporosidade por diferença entre a porosidade
total e a microporosidade.
c) Teor de água no solo e resistência do solo à penetração: as medições foram
realizadas no mesmo dia para todos os tratamentos de uma mesma repetição, buscando-
se, dessa forma, eliminar o efeito da variação do teor de água no solo, que foi determinado
pelo método gravimétrico em amostras deformadas (EMBRAPA, 2011). A resistência do
solo à penetração foi determinada em laboratório nas amostras coletadas com os cilindros
volumétricos, utilizando um penetrômetro eletrônico modelo MA-933, marca Marconi,
com velocidade constante de 0,1667 mm s-1, equipado com uma célula de carga de 200
N, haste com cone de 4 mm de diâmetro de base e semi-ângulo de 30º, receptor e interface
acoplado a um microcomputador, para registro das leituras por meio de um software
próprio do equipamento.
Os resultados da caracterização física do solo são encontrados na Tabela 1.
Tabela 1. Composição textural, porosidade do solo, densidade do solo e resistência do
solo à penetração nas camadas de 0,00-0,10 m, 0,10-0,20 m, 0,20-0,40 m, 0,40-0,60 m e
0,60-1,00 m, da área experimental antes da instalação do experimento.
Profundidade
(m)
Composição textural (g kg-1) Macro Micro PT DS RP
Argila Silte Areia -----------m3 m-3---------- kg dm-3 MPa
0,00-0,10 145 14 682 0,10 0,21 0,31 1,64 2,29
0,10-0,20 142 16 683 0,05 0,19 0,24 1,64 3,31
0,20-0,40 172 18 619 0,02 0,29 0,31 1,71 3,65
0,40-0,60 178 20 623 0,03 0,21 0,25 1,72 3,20
0,60-1,00 180 23 593 0,09 0,20 0,29 1,71 3,04 Macro = macroporosidade; Micro = microporosidade; PT = porosidade total; DS = densidade do solo; RP
= resistência do solo à penetração; n = 40.
Variedade da cana-de-açúcar
40
A variedade da cana-de-açúcar utilizada foi a CTC 15, determinada pela usina de
acordo com as condições da área. A cultivar apresenta as seguintes características
morfológicas: palmito verde intenso, folhas largas e distanciadas, o que indica internódio
comprido.
Tem como características agronômicas: a resistência ao estresse hídrico, maturação
média a tardia, apresenta como restrição o florescimento. O sistema radicular é bem
vigoroso, amplo e profundo, podendo alcançar até 0,80 m do solo (CTC, 2008).
Plantio
O plantio da cana-de-açúcar foi realizado no mês de outubro de 2012, após a área
ter sido submetida ao preparo convencional (eliminação química da soqueira antiga,
subsolagem e gradagem). As máquinas utilizadas para o preparo do solo e cobrimento
estão relacionadas na Tabela 2.
Foi utilizado um trator da marca Valtra, modelo Bh 210i, que tracionou o sulcador
de marca Jumil, modelo JM3200, este contendo quatro elementos sulcadores, é valido
destacar que a barra porta ferramentas desse sulcador foi readequada para ajuste do
espaçamento, sendo assim, seu peso com a adaptação é de 3 toneladas. Esse equipamento
foi utilizado para abertura dos sulcos do tratamento com espaçamento Triplo (0,75 x 0,
75 x 1,5 m) e de precisão (0,75 x 0,75 x 0,75 m). Para o tratamento duplo (0,9 x 1,5 m) e
simples (1,5 m) foi utilizado um sulcador de marca DMB, modelo São Francisco,
contendo 2 elementos sulcadores, seu peso total é de 3,2 toneladas.
Tabela 2. Dimensões dos tratores utilizados na área para o plantio, cobrimento de sulcos
e colheita no município de Lençóis Paulista-SP.
Máquina
Dimensões
Eixos Comprimento Bitola Altura Peso
--------------------------(m)----------------------- (Kg)
Valtra Bh 210i 2,80 5,46 1,94 3,11 8.640
New Holland TM 150 2,72 5,26 1,57 2,98 7.500
MF 275 2,28 4,00 1,54 2,33 3.311
O plantio da cana-de-açúcar nos foi realizado distribuindo as mudas manualmente.
Para o espaçamento referência a quantidade de mudas utilizadas foi de 4,3 t ha-1. No
espaçamento combinado duplo utilizou 5,4 t ha-1 de mudas e, no tratamento combinado
triplo a quantidade de mudas foi de 6,5 t ha-1, seguindo o padrão de plantio da usina nos
41
tratamentos estudados. No espaçamento 4 as mudas foram provenientes de microtoletes
de 2,0 gemas distribuídos geometricamente com espaçamento de 0,75 m entrelinhas e
0,75 m entre plantas. Para esse tratamento a quantidade de mudas foi de 5,8 t ha-1.
Adubação da área
A adubação das parcelas foi feita com base no cálculo da área considerando a
largura e comprimento da parcela, no qual corresponde a 24 m de largura por 50 m de
comprimento, assim, determinado 600 kg da formulação 4-14-08 por parcela, esse total é
dividido pela quantidade de sulcos de cada parcela, em função das diferentes
configurações. Logo, para o espaçamento de 1,5 m, contadas 16 linhas, dividindo por 60
(total estipulado por parcela) tem-se 3,75 kg por sulco. Para o espaçamento de 0,9 x 1,5
(10 linhas duplas) foram 3,0 kg por sulco. Escapamento triplo (8 linhas triplas) foi 2,5 kg
por sulco e o plantio de precisão (2.133 covas) foram 28,75 g por cova.
Sistema de manejo do canavial
Foram avaliadas quatro configurações de plantio, buscando identificar e relacionar
o desempenho produtivo da cultura com os atributos físicos do solo (Figura 2). O
experimento foi montado em um esquema de parcelas subdivididas com cinco repetições,
totalizando 35 parcelas experimentais.
Na cana planta os espaçamentos foram alocados na parcela principal, com
dimensões de 24 m de largura por 50 m de comprimento (Figura 2). O número de sulcos
de plantio por parcela foi feito de acordo com cada espaçamento, assim, no espaçamento
convencional de 1,5 m foram 16 sulcos, no espaçamento combinado (0,90 x 1,5 m) foram
10 conjuntos de linhas duplas (20 sulcos), no espaçamento triplo (0,75 x 0,75 x 1,5 m)
foram oito conjuntos de linhas triplas (24 sulcos) e para o espaçamento geométrico foram
32 sulcos.
Os espaçamentos empregados são descritos abaixo:
1. Espaçamento referência (ER) – espaçamento simples com 1,50 m entrelinhas.
2. Espaçamento combinado duplo (ECD) – espaçamento de 0,90 x 1,50 m
entrelinhas duplas.
3. Espaçamento combinado triplo (ECT) – espaçamento de 0,75 x 0,75 x 1,50 m
entrelinhas.
42
4. Plantio geométrico com espaçamento (PGP) de 0,75 x 0,75 m entre plantas e
entrelinhas, alocados na parcela principal, com dimensões de 24 m de largura por 50 m
de comprimento.
Considerando as áreas de cada parcela experimental associadas aos carreadores, a
área total é de aproximadamente 2,5 ha, enquanto que a área útil (excluindo carreadores
e áreas de manobra de máquinas) de 1,5 ha.
Figura 2. Croqui da área experimental com os espaçamentos de plantio. ER =
espaçamento convencional; ECD = espaçamento combinado duplo; ECT = espaçamento
combinado triplo; PGP = plantio geométrico de precisão. Dimensões das parcelas e área
total do experimento.
Visando avaliar o efeito do tráfego em cada configuração de plantio, a partir do
primeiro corte as parcelas foram divididas em subparcelas (Figura 3), perfazendo 12 m
43
de largura ou metade da parcela principal, então o tráfego foi direcionado ao lado A da
parcela, caracterizando os tratamentos com e sem tráfego (B).
Figura 3. Croqui da área experimental com os espaçamentos de plantio. ER =
espaçamento convencional; ECD = espaçamento combinado duplo; ECT = espaçamento
combinado triplo; PGP = plantio geométrico de precisão. Dimensões das parcelas e área
total do experimento. Divisão das parcelas em A = sem tráfego de máquinas; B = com
tráfego de máquinas.
COLHEITA
A produtividade de colmos (Mg ha-1) de todas as parcelas foi avaliada colhendo
manualmente os colmos presentes em 100 m2 na área central de cada parcela. Os colmos
44
foram separados dos ponteiros e folhas secas e pesados com o uso de dinamômetro
acoplado a garra da carregadora (Figura 4).
Figura 4. Avaliação da produtividade da cana-de-açúcar nos diferentes espaçamentos
estudados. A = colheita manual das parcelas; B = amontoamento por meio da garra
mecânica; C = envoltura da cinta e acoplagem da balança digital; D = a garra ergue o
amontoado de cana (total da parcela) por meio da cinta e o peso é verificado no
dinamomometro.
Posteriormente o tráfego foi simulado, com a intenção de avaliar tipos diferenciados
de colheita criando zonas de tráfego permanente dentro de cada espaçamento de plantio
(Figura 5).
45
Espaçamento referência
Espaçamento combinado duplo
Espaçamento combinado triplo
Figura 5. Exemplo da configuração de plantio para os espaçamentos referência,
combinado duplo e combinado triplo, com a representação da área trafegada.
Considerando a área de cada espaçamento de plantio (Tabela 3), foi calculado a
distância percorrida pelas máquinas na operação de colheita e por sua vez, a porcentagem
de compactação induzida pelo tráfego,.
46
Tabela 3. Projeção da distância percorrida pelos equipamentos na colheita e a
porcentagem de compactação de acordo com a área dos tratamentos estudados. ER =
espaçamento referência; ECD = espaçamento combinado duplo; ECT = espaçamento
combinado triplo.
Espaçamento ER ECD ECT
Metros lineares por hectare m ha-1 6.666,67 8.333,33 10.000,00
Distância percorrida pela máquina na colheita m 6.666,67 4.166,67 3.333,33
Compactação % 0,60 0,38 0,30
O plantio geométrico não é relacionado na projeção, por conta da bitola da máquina
colhedora não permitir a passagem dentre as linhas de plantio.
Simulação do tráfego de máquinas na colheita
O tráfego foi simulado por meio de duas colhedoras de marca John Deere modelo
3520 e 3522, com peso total de 17.725 e 19.300 kg, respectivamente, segundo o catálogo
do fabricante. Foi utilizado um trator de marca Valtra, modelo Bh 210i, pesando 8.640
kg, com bitola de 3,0 m, que tracionou um transbordo de marca Santal, modelo VT 10,
tandem, com capacidade para 10 toneladas, bitola de 1.900 mm, trabalhando a uma
pressão de inflação dos pneus de 2500 psi, pesando 6.940 kg vazio e 16.250 kg cheio. As
máquinas colhedoras e o conjunto trator transbordo trafegaram dentre as linhas de cada
parcela de acordo com a configuração de plantio (Figura 6).
Figura 6. Exemplo da configuração de plantio para os espaçamentos referência,
47
combinado duplo, combinado triplo e plantio geométrico de precisão, com a
representação da área trafegada.
REFERÊNCIAS
CAMARGO, O. A.; MONIZ, A. C.; JORGE, J. A.; VALADARES, J. M. A. S. Métodos
de Análise Química, Mineralógica e Física de Solos do Instituto Agronômico de
Campinas. Campinas: Instituto Agronômico, 1986. 94p.
EMPRESA BRASILEIRA DE PESQUISA AGROPECUÁRIA – EMBRAPA. Centro
Nacional de Pesquisa de Solos. Manual de métodos de análise de solos. 3. Ed. Rio de
Janeiro: Ministério da Agricultura e do Abastecimento, 2011, 230 p.
SANTOS, H. G.; JACOMINE, P. K. T.; ANJOS, L. H. C.; OLIVEIRA, V. A.;
LUMBRERAS, J. F.; COELHO, M. R.; ALMEIDA, J. A.; CUNHA, T. J. F.; OLIVEIRA,
J. B. Sistema brasileiro de classificação de solos. 3.ed. Revisada e Ampliada. Brasília:
Embrapa, 2013. 353 p.
48
CAPÍTULO II
COMPACTAÇÃO DE UM LATOSSOLO VERMELHO CULTIVADO COM
CANA-DE-AÇUCAR SOB DIFERENTES CONFIGURAÇÕES DE PLANTIO E
TRÁFEGO DE MÁQUINAS
RESUMO
A largura efetiva de corte de uma colhedora de cana é de apenas uma linha,
obrigando várias passagens da máquina sobre uma mesma área na operação de colheita,
promovendo o aumento da compactação do solo. Sendo assim, alterar o espaçamento
convencional com espaçamento regular entre as linhas de planto, para configurações de
plantio que permitem separar faixas trafegadas e não trafegadas, resulta na redução do
tráfego de máquinas. O objetivo desse estudo foi avaliar por meio de indicadores de
compressibilidade à compactação de um Latossolo Vermelho distrófico cultivado com
cana-de-açúcar, sob diferentes espaçamentos de plantio em área com e sem tráfego de
máquinas. O experimento foi instalado em área de produção comercial com as seguintes
configurações de plantio: 1- Espaçamento de referência (ER), com 1,50 m entrelinhas da
cana-de-açúcar; 2- espaçamento combinado duplo (ECD), nessa configuração tem-se
0,90 x 1,50 m entre as linhas; 3- espaçamento combinado triplo (ECT) – configurado em
0,75 x 0,75 x 1,50 m entrelinhas, dispostas lado a lado; 4- plantio geométrico de precisão
(PGP) de 0,75 x 0,75 m entre plantas e entre as linhas. A compressibilidade do solo foi
quantificada por meio da pressão pré-consolidação (σp). Os modelos de capacidade de
suporte do solo ajustado para as condições em que foram empregados evidenciam que os
espaçamentos referência e combinado duplo promoveram maiores valores de pressão de
pré-consolidação na cana planta, indicando efeito negativo à estrutura e suscetibilidade
deste solo à compactação. No primeiro corte o espaçamento referência apresentou maior
pressão de pré-consolidação do solo na linha de rodado atingindo a camada de 0,20-0,30
m. No tratamento combinado triplo as pressões de carga não atingiram as camadas
subsuperficiais preservando a qualidade física e estrutural do solo.
Palavras Chave: Capacidade de suporte de carga, controle de tráfego, espaçamento
reduzido, sacharum offcinarum.
49
ABSTRACT
The traffic of cane harvester in the same area in a harvesting operation increases soil
compaction. Therefore, changing conventional regular spacing between planting lines for
configurations that allow separation of traffic and non-traffic areas results in reduction of
machine traffic and soil compaction. The objective of this study was to evaluate the
compaction of dystrophic Red Latosol sugarcane cultivated under different planting
spacing in an area with and without machine traffic by compressibility indicators. The
experiment was installed in commercial production area with the following planting
configurations: 1- Reference Spacing (RS), with 1.50 m between lines of sugarcane; 2-
double combined spacing (DCS), in this configuration is 0.90 x 1.50 m between the lines;
3- triple combined spacing (TCS) - set at 0.75 x 0.75 x 1.50 m between rows, arranged
side by side; 4- Geometric precision planting (GPP) of 0.75 x 0.75 m between plants and
between lines. Soil compressibility was quantified by pre-consolidation pressure (σp).
The models of soil support capacity adjusted for which condition showed that reference
and double combined spacing promoted higher values of pre-consolidation pressure in
the plant cane, indicating a negative effect on the structure and susceptibility of this soil
to compaction. In the first cut, the reference spacing presented higher pre-consolidation
soil pressure in the line of rotation reaching the layer of 0.20-0.30 m. In the triple
combined treatment the load pressures did not reach the subsurface layers preserving the
physical and structural soil quality.
Keywords: Load bearing capacity, traffic control, row spacing, sacharum offcinarum.
50
INTRODUÇÃO
O aumento considerável da mecanização agrícola em plantios de cana de açúcar no
Brasil ocorreu devido à falta de mão de obra nas regiões produtoras e a proibição da
queima como técnica de despalha. O grande impasse criado com o advento da colheita
mecanizada é o desencontro entre o espaçamento de plantio e a largura efetiva das
máquinas colhedoras. O espaçamento simples de 1,40 e 1,50 m, permitem o tráfego dentre
as linhas em virtude do espaço deixado rua a rua, entretanto a largura efetiva de corte de
uma colhedora de cana é de apenas uma linha, obrigando várias passagens da máquina,
sobrepondo carregamentos anteriores na mesma área mais de uma vez, contribuindo para
o aumento residual da compactação do solo nestas áreas agrícolas (SOUZA et al., 2012).
Assim, o sistema tradicional de manejo predominante no Brasil tem resultado em
perdas significativas de produtividade do canavial, devido a compactação do solo e
alterações na sua estrutura interna. A compactação do solo limita o desenvolvimento do
sistema radicular das plantas e consequentemente reduz o acesso à água e nutrientes, além
do processo de infiltração de água e trocas gasosas. As alterações na estrutura do solo
ocorrem pela carga dos rodados das máquinas agrícolas que ultrapassam a capacidade
interna de suporte do solo. Essas pressões são acumuladas no solo ao longo do ciclo
produtivo até a reforma do canavial. A colheita é uma das principais operações que
contribui para o aumento da compactação do solo, já que é realizada em linhas
individuais, resultando em sobreposição do tráfego dos rodados da colhedora, do trator e
dos transbordos sobre a mesma área, aumentado a compressibilidade e a compactação do
solo.
Uma estratégia capaz de minimizar a compactação do solo nos canaviais é a adoção
do controle de tráfego como alternativa para o cultivo da cana-de-açúcar, já que separam
zonas de tráfego das áreas destinadas ao crescimento das plantas, concentrando a
passagem de rodados em linhas permanentes, fazendo com que uma área menor seja
atingida, embora mais intensamente (BRAUNACK; McGARRY, 2006; KINGWELL;
FUCHSBICHLER, 2011).
Contudo em adição a configuração de tráfego é preciso alterar o espaçamento de
plantio, os quais possibilitarão a redução da área compactada. Estas ações, contribuirão
para melhorar a qualidade física do solo, bem como a identificação e a quantificação dos
efeitos causados pelo manejo da cultura; monitorar a capacidade de suporte de carga do
solo e demais atributos físico-mecânicos do solo, com vista à avaliação da
51
susceptibilidade à compactação e o momento adequado para executar as operações
mecanizadas no campo (SUZUKI et al., 2008; VOGELMANN et al., 2012).
O comportamento compressivo do solo pode ser descrito por uma curva de
compressão a qual representa graficamente a relação entre o logaritmo da pressão
aplicada e a densidade do solo ou índice de vazios (HOLTZ; KOVACS, 1981). Nesta
curva são estimados, por exemplo, o índice de compressão e a pressão de pré-
consolidação (σp), como demonstrado em trabalhos de Souza et al. (2012) e Silva et al.
(2015a). A σp, amplamente utilizada em estudo dessa natureza, é definida como a pressão
que pode ser aplicada ao solo sem que este sofra compactação adicional (DIAS JUNIOR;
PIERCE, 1995).
A redução da área trafegada durante as operações agrícolas, associada ao controle
de tráfego combinado e as distintas configurações de espaçamentos de plantios da cana-
de-açúcar poderá diminuir substancialmente o processo de compactação e
principalmente, a proporção de áreas compactadas na respectiva atividade agrícola,
prolongando a longevidade das soqueiras da cultura, com ganhos substanciais de
produtividade de biomassa.
O objetivo desse estudo foi avaliar à compactação de um Latossolo Vermelho
distrófico cultivado com cana-de-açúcar, sob diferentes espaçamentos de plantio em área
com e sem tráfego de máquinas.
MATERIAL E MÉTODOS
O experimento foi desenvolvido em área pertencente à Usina Zilor (22º35’46” de
latitude sul e 48048’40” de longitude oeste), localizada no município de Lençóis Paulista-
SP. O relevo é classificado como suave-ondulado. De acordo com a classificação de
Köppen, o clima da região é subtropical úmido do tipo Cwa. As temperaturas médias do
mês mais quente são superiores a 22 °C e do mês mais frio inferiores a 18 °C. O solo é
classificado como Latossolo Vermelho distrófico de textura média.
A determinação da composição granulométrica, densidade de partículas, limite de
liquidez e plasticidade foi realizada em amostras de solo deformadas, com estrutura
preservada e acondicionadas em recipientes plásticos. Para a avaliação da densidade e
porosidade do solo, foram coletadas amostras em anéis volumétricos.
52
As amostras de densidade de partícula e limite de liquidez e plasticidade, foram
retiradas nas camadas de 0,00-0,10 m e 0,20-0,30 m para construção dos modelos de
capacidade de suporte de carga, essas profundidades foram definidas com avalição prévia
da resistência do solo à penetração na área experimental. Para textura do solo, densidade
do solo, porosidade do solo e resistência do solo à penetração as amostras foram avaliadas
nas camadas de 0,00-0,10 m, 0,10-0,20 m, 0,20-040 m, 0,40-0,60 m e 0,60-1,00 m.
A variedade de cana-de-açúcar utilizada foi a CTC 15. O plantio da cana-de-açúcar
foi realizado no mês de outubro de 2012, após a área ter sido submetida ao preparo
convencional (eliminação química da soqueira antiga, subsolagem e gradagem).
Foram avaliadas quatro configurações de plantio, buscando identificar e relacionar
o desempenho produtivo da cultura com os atributos físicos do solo. O experimento foi
montado em um esquema de parcelas subdivididas com cinco repetições, totalizando 30
parcelas experimentais.
Os espaçamentos empregados foram: 1. Espaçamento referência (ER) -
espaçamento simples com 1,50 m entrelinhas; 2. Espaçamento combinado duplo (ECD)
- espaçamento de 0,90 x 1,50 m entrelinhas duplas; 3. Espaçamento combinado triplo
(ECT) - espaçamento de 0,75 x 0,75 x 1,50 m entrelinhas; 4. Plantio geométrico com
espaçamento (PGP) de 0,75 x 0,75 m entre plantas e entrelinhas, alocados na parcela
principal, com dimensões de 24 m de largura por 50 m de comprimento. Nas subparcelas
(12 m de largura ou metade da parcela principal), após a colheita da cana planta, foi
realizado o tráfego, sendo os tratamentos caracterizados como com e sem tráfego.
A colheita da cana planta foi realizada no mês de outubro de 2013 e o primeiro corte
em outubro de 2014, nos dois anos o corte foi feito de forma manual. O tráfego de
máquinas foi simulado por meio de duas colhedoras de marca John Deere modelo 3520 e
3522, com peso total de 17.725 e 19.300 kg, respectivamente, segundo o catálogo do
fabricante. Também foram utilizados na simulação um trator de marca Valtra, modelo Bh
210i, pesando 8.640 kg, com bitola de 3,0 m, este que rebocou um transbordo de marca
Santal, modelo VT 10, tandem, com capacidade para 10 toneladas, bitola de 1.900 mm,
trabalhando a uma pressão de inflação dos pneus de 2500 psi, pesando 6.940 kg vazio e
16.250 kg cheio. O conjunto trator transbordo trafegou entre as linhas de cada parcela de
acordo com a configuração de plantio.
Avaliações dos atributos do solo
53
a) Análise granulométrica: foram determinadas as frações de areia, silte e argila
utilizando terra fina seca ao ar pelo método da pipeta com solução de hidróxido de sódio
0,1 (NaOH) com agente dispersante (CAMARGO et al., 1986).
b) Densidade e porosidade do solo: a densidade do solo foi calculada pela relação entre
a massa do solo seco em estufa a 105 °C e volume da amostra, segundo metodologia da
Embrapa (2011). A porosidade foi calculada a partir da mesa de tensão e a
microporosidade correspondeu a umidade volumétrica da amostra submetida a uma
tensão de 0,006 MPa, após saturação (EMBRAPA, 2013). A porosidade total foi obtida
segundo Embrapa (2011) e a macroporosidade por diferença entre a porosidade total e a
microporosidade.
c) Teor de água no solo e resistência do solo à penetração: as medições foram
realizadas no mesmo dia para todos os tratamentos de uma mesma repetição, buscando-
se, dessa forma, eliminar o efeito da variação do teor de água no solo, que foi determinado
pelo método gravimétrico em amostras deformadas (EMBRAPA, 2011). A resistência do
solo à penetração foi determinada em laboratório nas amostras coletadas com os cilindros
volumétricos, utilizando um penetrômetro eletrônico modelo MA-933, marca Marconi,
com velocidade constante de 0,1667 mm s-1, equipado com uma célula de carga de 200
N, haste com cone de 4 mm de diâmetro de base e semi-ângulo de 30º, receptor e interface
acoplado a um microcomputador, para registro das leituras por meio de um software
próprio do equipamento.
d) Limite de liquidez e plasticidade: amostras deformadas foram usadas na
caracterização da consistência do solo, definida pelos limites de contração (BOWLES,
1986), plasticidade e liquidez (SOWERS, 1965). Os limites definem as faixas de
consistência do solo são apresentados na tabela 1.
Tabela 1. Limites de consistência determinados na camada superficial de 0,00-0,20 m
em um Latossolo Vermelho.
Limites (Kg Kg-1) LC LP LL
0,12 0,15 0,28
Faixas de consistência Tenacidade Friabilidade Plasticidade
<0,12 0,12-0,15 0,16-0,28 LC = limite de contração (LC); LL = limite de liquidez; LP = limite de plasticidade.
54
e) Densidade de partícula: foi realizada de acordo com a metodologia do balão
volumétrico (EMBRAPA, 2011).
Estimativa da capacidade de suporte de carga do solo
Caracterização da análise da capacidade de suporte de carga
A determinação da σp foi feita a partir de ensaios de compressibilidade. Para esses
ensaios, amostras indeformadas foram coletadas em anéis metálicos (0,067 m de diâmetro
por 0,025 m de altura) (Figura 1), logo após a colheita, nas profundidades de 0,00-0,10
m, 0,10-0,20 m e 0,20-0,30 m.
Figura 1. Esquema de amostragem para a caracterização da pressão de preconsolidação
do solo.
Antes de serem levadas ao consolidômetro, as amostras foram equilibradas a 5
teores de água, sendo o primeiro e o último, 0,05 kg kg-1 e umidade de saturação,
respectivamente. Os outros 3 teores intermediários foram definidos de acordo com a
proposta de Silva et al. (2003) no qual corresponde aos estados de consistência do solo:
a) tenacidade (teores médios de água equilibrados a 0,05 Kg Kg-1) b) friabilidade (teor de
água acima do limite de contração e abaixo do limite plástico) c) plasticidade (teores de
água acima do limite plástico e abaixo do limite de liquidez).
Depois de equilibradas, as amostras foram submetidas ao ensaio de compressão
uniaxial em um consolidômetro automatizado com interação homem máquina (IHM),
55
modelo CNTA-IHM/BR-001/07, Silva et al. (2015), fabricado pela Masquetto
Automação & Equipamentos. Os níveis de pressão aplicados ao corpo de prova foram de
25, 50, 100, 200, 400, 800 e 1600 kPa, observando-se a pressuposição de Taylor (1948),
que define a deformação máxima de até 90% do corpo de prova, para cada nível de
pressão. Esta operação foi determinada automaticamente pelo equipamento, previamente
configurado pelo usuário, o qual permite programação do tempo, níveis de pressão e a
deformação máxima a ser alcançada pelo corpo de prova.
Por meio do software CA LINKER (SILVA et al., 2015), os valores de pressão e
deformação foram devidamente tratados e plotados em um gráfico, obtendo-se, assim, a
curva de compressão do solo (densidade do solo em função do logaritmo das pressões
aplicadas). A partir da curva de compressão, foi estimado o índice de compressão (m) e
σp, observando a sugestão dos métodos M1 (quando a sucção for menor ou igual a 100
kPa) e M3 (quando a sucção for maior que 100 kPa), propostos por Dias Júnior e Pierce
(1995).
Para a elaboração dos modelos de capacidade de suporte de carga do solo, os valores
de σp foram plotados em função da umidade volumétrica (θ) a que cada amostra foi
submetida e, posteriormente, ajustada ao modelo (Equação 1), proposto por Dias Júnior
(1994). A partir desse modelo foi possível predizer a pressão máxima que o solo pode
suportar em função da umidade, sem que o mesmo apresente compactação adicional.
σp = 10(a + bU) (1)
em que, σp = pressão de pré-consolidação (kPa); U = umidade gravimétrica (kg kg-1); a e
b = parâmetros de ajuste.
O ajuste e edição gráfica dos modelos de capacidade de suporte de carga (CSCS)
do Latossolo Vermelho foram feitas por meio do software Sigma Plot®, obtendo-se os
parâmetros "a" e "b" (intercepto e ângulo de inclinação da reta, respectivamente), os quais
possibilitaram estimar as pressões de preconsolidação (pé) para cada condição desse
estudo. As comparações entre as equações obtidas de cada modelo das distintas concisões
deste estudo, foram realizadas pelo procedimento descrito em Snedecor e Cocharam
(1989).
56
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Pressão de pré-consolidação
O comportamento compressivo do solo correlaciona-se com o conteúdo de água no
solo para os dois anos de cultivo, aumentando a capacidade de suporte de carga a medida
em que o solo perde umidade, até que fique seco (Tabela 2; Figura 2). O conteúdo de
água no solo interfere na pressão de pré-consolidação do solo atuando como lubrificante
das partículas, recobrindo-as com um pequeno filme de água, governando o contato e a
coesão (LOURENÇO et al., 2012; PERTILE et al., 2016). A medida que a pressão é
aplicada, a água é exaurida e o efeito lubrificante é reduzido, até o ponto em que o atrito
aumento quando partículas entram em contato uma a uma (SILVA et al., 2016). Braida
et al. (2008) trabalhando com Argissolo Vermelho amarelo arenico, com 150 g kg-1 de
argila, observaram que o ângulo de atrito interno variou significativamente em função do
teor de água no solo, como observado nesse estudo.
57
Tabela 2. Modelos de capacidade de suporte de carga para as configurações de plantio
com espaçamento referência (ER), espaçamento combinado dublo (ECD) e espaçamento
combinado triplo (ECT), determinados na linha de plantio (LP) e rodado (LR) nas
camadas de 0,00-10 m e 0,20-0,30 m.
Tratamento Ponto Camada Modelo R2
ER
LP 0,0-0,10 m σ=10(2,62**-1,17**U) 0,76**
0,20-0,30 m σ=10(2,63**-1,28**U) 0,76**
LR 0,0-0,10 m σ=10(2,76**-1,76**U) 0,71**
0,20-0,30 m σ=10(2,80**-2,38**U) 0,75**
ECD
LP 0,0-0,10 m σ=10(2,85**-3,29**U) 0,72**
0,20-0,30 m σ=10(2,76**-2,16**U) 0,71**
LR 0,0-0,10 m σ=10(2,75**-1,73**U) 0,68**
0,20-0,30 m σ=10(2,79**-2,29**U) 0,66**
ECT
LP 0,0-0,10 m σ=10(2,72**-1,91**U) 0,73**
0,20-0,30 m σ=10(2,72**-1,93**U) 0,72**
LR 0,0-0,10 m σ=10(2,73**-2,07**U) 0,66**
0,20-0,30 m σ=10(2,72**-2,02**U) 0,74** (1)n = 45; (2)n = 90. ** = significativo (p<0,01) e NS = não significativo.
Na cana planta, as configurações de plantio ER e ECD submeteram o solo a um
maior estado de consolidação e por conseguinte, maiores de σp, possibilitando a seguinte
ordem de capacidade de suporte de carga ER>ECD>ECT, em todos os conteúdos de água
e camadas do solo estudadas (Tabela 2 e Figura 2).
Para o tratamento ER, a pressão de pré-consolidação na umidade 15 g kg-1, nas
camadas de 0,00-0,10 m e 0,20-0,30 m, foi de 313,22 e 277,33 KPa-1 na linha de rodado,
respectivamente (Figura 2). Na linha de plantio os valores alcançados foram de 278,29 e
274,15 KPa-1, nas camadas de 0,00-0,10 e 0,20-0,30 m, respectivamente. Para o ECD,
nas camadas de 0,00-0,10 m e 0,20-0,30 m, a pressão de pré-consolidação foi de 309,38
e 279,57 KPa-1, na linha de rodado, respectivamente. Enquanto na linha de plantio os
valores foram de 290,73 e 272,89 KPa nas camadas de 0,00-0,10 m e 0,20-0,30 m,
58
respectivamente. Evidenciando que essas configurações de plantio e a classe apresentam
mais predisposição a compactação.
Figura 2. Modelos de capacidade de suporte de carga do solo (n = 45) para os sistemas
de espaçamento referência (ER), espaçamento combinado duplo (ECD) e espaçamento
combinado triplo (ECT), na linha de plantio (LP) e do rodado (LR) nas camadas de 0,00-
0,10 e 0,20-0,30 m para cana planta.
A sobreposição de passadas dos rodados na mesma linha, promoveu incremento na
pressão de pré-consolidação do solo nas linhas de rodado (Figura 2). Os carregamentos
no solo atingiram a camada subsuperficial (0,20-0,30 m) onde a capacidade de suporte de
59
carga é aumentada gradualmente para a configuração de plantio ER na linha de rodado e
camada de 0,20-0,30 m.
O impacto do tráfego de máquinas na estrutura do solo foi menor nas parcelas de
espaçamento combinado triplo (ECT), quando relacionado ao conteúdo de água de 15 kg
kg-1 nas camadas de 0,00-0,10 e 0,20-0,30 m, que foram de 281,51 e 274,15 KPa para
linha de rodado, respectivamente (Figura 2). Para a linha de plantio a pressão de pré-
consolidação foi de 271,33 e 269,46 KPa-1, nas camadas de 0,00-0,10 e 0,20-0,30 m,
respectivamente. As pressões de contato na superfície do solo nessa configuração de
plantio, promoveram incrementos na compressibilidade do solo, porém, os carregamentos
foram suportados pelo solo devido a acomodação das partículas e a menor intensidade de
tráfego na mesma rua. De acordo com Horn (2003) quando o solo recebe uma carga de
rodagem sua estrutura pode se manter estável num primeiro momento, isto é, se a pressão
de contato entre as partículas exceder a tensão externa.
Para à configuração de espaçamentos foram comparados os modelos de
compressibilidade (Tabela 3), baseado no teste F de homogeneidade dos dados
(SNEDECOR; COCHARAN, 1989).
60
Tabela 3. Teste de significância comparando os modelos de capacidade de suporte de
carga do Latossolo Vermelho distrófico no espaçamento referência (ER), espaçamento
combinado dublo (ECD) e espaçamento combinado triplo (ECT), determinados na linha
de plantio (LP) e rodado (LR) nas camadas de 0,00-10 m e 0,20-0,30 m.
Tratamento Locais Camada F b a
ER x ECD
LP 0,00-0,10 m h ns ns
0,20-0,30 m h ns ns
LR 0,00-0,10 m h ns ns
0,20-0,30 m h ns ns
ER x ECT
LP 0,00-0,10 m h ns ns
0,20-0,30 m h ns ns
LR 0,00-0,10 m h ns ns
0,20-0,30 m h ns ns
Comparação entre locais de amostragem
LR x LP ER 0,00-0,10 m nh * *
0,20-0,30 m h ns ns
LR x LP ECD 0,00-0,10 m h ns ns
0,20-0,30 m h ns ns
LR x LP ECT 0,00-0,10 m h ns ns
0,20-0,30 m h ns ns F = teste F de Snedecor e Cocharan (1989); a = coeficiente linear; b = coeficiente angular; ** e * =
significativo a 1 e 5% de probabilidade, respectivamente; ns = não significativo. nh = não homogêneo; h =
homogêneo.
Foram comparados locais de amostragem: linha de plantio e rodado nas camadas
de 0,00-0,10 m e 0,20-0,30 m (Tabela 3). Os modelos diferiram significativamente de
acordo com Snedecor e Cochan (1989) para o tratamento ER no rodado e camada de 0,0-
0,10 m (Tabela 3). Sugere-se que o efeito do tráfego na colheita da cana planta pode ser
mais prejudicial a estrutura do solo nas linhas de rodagem dentro da configuração de
plantio de 1,50 m. Horn (2003) compilando estudos sobre preconsolidação do solo, relata
que as repetidas rodagens no mesmo local resultam no aumento de tensão e cisalhamento
tornando o solo mais susceptível a compactação. Souza et al. (2012) e Paula e Molin
(2013) avaliando sistemas de manejo da cana-de-açúcar com e sem controle de tráfego
sob Latossolo Vermelho, também verificaram maior gradiente de compressibilidade no
local destinado a rodagem da máquina, justificando como causa principal a sobreposição
do conjunto colhedora-trator-transbordo.
Após o segundo corte a compressibilidade aumentou a capacidade de suporte de
carga no tratamento ER para todos os conteúdos de água avaliados (Tabela 4 e Figura 3).
Considerando a faixa de friabilidade do solo em estudo (12 a 15 kg kg-1), o tratamento
61
ER apresentou valores de pressão de pré-consolidação nas camadas de 0,00-0,10 m e
0,20-0,30 m, para a linha de rodado de 294,44 e 373,93 KPa-1, respectivamente, enquanto
na linha de plantio os valores foram de 296,48 e 354,48 KPa-1, respectivamente.
Tabela 4. Modelos de capacidade de suporte de carga para as configurações de plantio:
espaçamento referência (ER), espaçamento combinado dublo (ECD) e espaçamento
combinado triplo (ECT), determinados na linha de plantio (LP) e rodado (LR) nas
camadas de 0,00-10 m e 0,20-0,30 m. Área com tráfego (T) e sem tráfego (NT) no
primeiro corte.
Tratamento Locais Camada Variação Modelo R2
ER
LR
0,00-0,10 m T* σ=10(2,82**-2,58**U) 0,74**
0,20-0,30 m T* σ=10(2,82**-2,52**U) 0,73**
0,00-0,10 m NT* σ=10(2,82**-2,83**U) 0,75**
0,20-0,30 m NT* σ=10(2,84**-2,98**U) 0,71**
LP
0,00-0,10 m T* σ=10(2,82**-2,78**U) 0,73**
0,20-0,30 m T* σ=10(2,84**-2,92**U) 0,74**
0,00-0,10 m NT* σ=10(2,84**-3,09**U) 0,73**
0,20-0,30 m NT* σ=10(2,84**-2,98**U) 0,74**
ECD
LR
0,00-0,10 m T* σ=10(2,83**-3,00**U) 0,73**
0,20-0,30 m T* σ=10(2,83**-2,87**U) 0,73**
0,00-0,10 m NT* σ=10(2,81**-2,84**U) 0,75**
0,20-0,30 m NT* σ=10(2,82**-2,90**U) 0,66**
LP
0,00-0,10 m T* σ=10(2,86**-3,18**U) 0,73**
0,20-0,30 m T* σ=10(2,85**-2,98**U) 0,72**
0,00-0,10 m NT* σ=10(2,84**-2,98**U) 0,72**
0,20-0,30 m NT* σ=10(2,84**-2,91**U) 0,72**
ECT
LR
0,00-0,10 m T* σ=10(2,82**-2,89**U) 0,74**
0,20-0,30 m T* σ=10(2,82**-2,90**U) 0,74**
0,00-0,10 m NT* σ=10(2,84**-2,91**U) 0,73**
0,20-0,30 m NT* σ=10(2,82**-2,72**U) 0,74**
LP
0,00-0,10 m T* σ=10(2,84**-2,99**U) 0,73**
0,20-0,30 m T* σ=10(2,84**-3,06**U) 0,73**
0,00-0,10 m NT* σ=10(2,84**-2,91**U) 0,69**
0,20-0,30 m NT* σ=10(2,85**-2,98**U) 0,71** (1)n = 45; (2)n = 90. ** = significativo (p<0,01) e NS = não significativo.
Observa-se que a área correspondente sem tráfego (ERNT) apresentou menor
pressão de pré-consolidação nas camadas de 0,00-0,10 m e 0,20-0,30 m, na linha de
62
rodado, cujo valores foram de 288,40 e 254,48 KPa, respectivamente (Tabela 4 e Figura
3). Na linha de plantio a pressão de pré-consolidação para as camadas de 0,00-0,10 m e
0,20-0,30 m, foi de 305,35 e 303,66 KPa.
Os resultados apresentados acima demonstram que o efeito cumulativo dos
carregamentos no solo na área trafegada da cana planta no primeiro corte contribuiu para
o aumento da compressibilidade do solo e, do seu histórico de tensão. Vischi Filho et al.
(2015) avaliando a capacidade de suporte de carga de um Latossolo Vermelho,
observaram maiores valores de pressão de pré-compactação do solo os quais foram,
atribuídos ao efeito do tráfego de máquinas nos cortes subsequentes da cana-de-açúcar.
As sucessivas cargas aplicadas no solo atingem as camadas subsuperficiais,
causando impedimentos físicos, isto porque a deformação superficial causada pelo
conjunto rodado vai ocorrer com maior intensidade e magnitude de acordo com o
conteúdo de água no solo (Tabela 4 e Figura 3). Segundo Suzuki et al. (2008), o contato
das partículas de maior volume (solo arenoso) torna o solo mais compactado e resistente
a deformações, no entanto deve ser considerado o quanto o solo pode suportar de pressão
até que sofra deformações não recuperáveis, principalmente se esse efeito atribuir
impedimentos ao crescimento de plantas.
Em estudo desenvolvido por Severiano et al. (2008) determinando a pressão de pré-
consolidação sob Latossolo Vermelho cultivado com cana-de-açúcar e, quantificando o
efeito das operações de tráfego na colheita, observaram que as alterações no solo
trafegado ocorreram com diferentes graus de intensidade nos atributos do solo, de acordo
com as propriedades e características do solo, enquanto o manejo sem tráfego não
modificou os atributos do solo.
63
Figura 3. Modelos de capacidade de suporte de carga do solo (n = 45) para os sistemas
de espaçamento referência (ER), espaçamento combinado duplo (ECD) e espaçamento
combinado triplo (ECT), na linha de plantio (LP) e do rodado (LR) nas camadas de 0,00-
0,10 e 0,20-0,30 m, para o primeiro corte.
Analisando a configuração de plantio ECD com tráfego (T), observa-se que a
pressão de pré-consolidação do solo nas camadas de 0,00-0,10 m e 0,20-0,30 m, para a
linha de rodado foi de 340,09 e 349,62 KPa-1, respectivamente (Tabela 4 e Figura 3). Na
linha de plantio a pressão de pré-consolidação nas camadas de 0,00-0,10 m e 0,20-0,30
m foi de 323,29 e 316,22 KPa, respectivamente. Enquanto na área correspondente sem
tráfego (ECDNT) a capacidade de suporte de carga é maior, visto que a pressão de
64
preconsolidação do solo apresentou menores índices, nos quais para a linha de rodado nas
camadas de 0,00-0,10 m e 0,20-0,30, foram de 332,5 e 325,68 KPa, respectivamente.
Na linha de plantio a pressão de pré-consolidação para as camadas de 0,00-0,10 m
e 0,20-0,30 m, foi de 324,48 e 321,21 KPa (Tabela 4 e Figura 3). Esses resultados
demonstram que houve um incremento na pressão de pré-consolidação da área trafegada
da cana planta para a soca. Os efeitos do tráfego dentro dessa configuração de plantio são
mais brandos, devido ao espaçamento entre a as linhas duplas, diminuir a distância
trafegada.
Analisando os valores de pressão de pré-consolidação na configuração de plantio
ECT com tráfego (T), verifica-se que para a linha de rodado e camadas de 0,00-0,10 e
0,20-0,30 foram de 297,30 e 296,48 KPa, respectivamente (Tabela 4). Na linha de plantio
e nas camadas de 0,00-0,10 m e 0,20-0,30 m, os valores de pressão de pré-consolidação
foram de 302,86 e 297,02 KPa. A área sem tráfego (ECTNT) apresentou maior
capacidade de suporte de carga, com valores de pré-consolidação na linha de rodado e
camadas de 0,00-0,10; 0,20-0,30 m, de 329,00 e 332,96 KPa, respectivamente. Na linha
de plantio os valores para as camadas 0,00-0,10 e 0,20-0,30 m, foram de 327,19 e 328,39
KPa. Pode-se observar que os valores encontrados na área trafegada são ligeiramente
maiores do que na área sem tráfego. Severiano et al. (2008) verificaram que colheita a
realizada de forma manual manteve a estrutura inicial do solo, pode-se ainda
complementar que, com a adoção de controle de tráfego e monitoramento do teor de água
no solo para nortear as ações de manejo, podem ser alternativas viáveis para a diminuição
da compactação do solo nas unidades produtoras da cana-de-açúcar.
No primeiro corte, o histórico de tensão atribuída pelo tráfego interferiu na
compressibilidade do solo para o tratamento ER e ECD na linha de rodado nas camadas
de 0,00-0,10 e 0,20-0,30 m (Tabela 5), quando comparado a mesma configuração de
plantio na área sem tráfego pelo teste de Snedecor e cocharan (1989).
65
Tabela 5. Teste de significância comparando os modelos de capacidade de suporte de
carga do Latossolo Vermelho distrófico nos espaçamentos referência (ER), espaçamento
combinado dublo (ECD) e espaçamento combinado triplo (ECT), determinados na linha
de plantio (LP) e rodado (LR) nas camadas de 0,00-10 m e 0,20-0,30 m, para o primeiro
corte.
Tratamento Locais Camada F b a
ER x ERNT
LP 0,00-0,10 m h ns ns
0,20-0,30 m h ns ns
LR 0,00-0,10 m nh * *
0,20-0,30 m h ns ns
ECD x ECDNT
LP 0,00-0,10 m h ns ns
0,20-0,30 m h ns ns
LR 0,00-0,10 m nh * *
0,20-0,30 m h ns ns
ECT x ECTNT
LP 0,00-0,10 m h ns ns
0,20-0,30 m h ns ns
LR 0,00-0,10 m h ns ns
0,20-0,30 m h ns ns F = teste F de Snedecor e Cocharan (1989); a = coeficiente linear; b = coeficiente angular; nh = não
homogêneo; h = homogêneo; ** e * = significativo a 1 e 5% de probabilidade, respectivamente; ns = não
significativo. (1)Dados transformados: x’ = Log x.
No Brasil as unidades produtoras da cana-de-açúcar têm empregado o espaçamento
de plantio de 1,50 m com maior representatividade de áreas, então, se for considerado o
período de utilização do solo, que hoje conta em média com cinco rebrotas subsequentes
da cana-de-açúcar, o efeito cumulativo do tráfego de máquinas deverá compactar
gradativamente o solo nessa configuração de plantio, comprometendo as funções deste
solo, até a reforma do canavial.
CONCLUSÕES
1. Os modelos de capacidade de suporte do solo ajustado para as condições em que
foram empregados evidenciam que os espaçamentos referência e combinado duplo
promoveram maiores valores de pressão de pré-consolidação na cana planta, indicando
efeito negativo à estrutura e suscetibilidade deste solo à compactação.
2. No primeiro corte o espaçamento referência apresentou maior pressão de pré-
consolidação do solo na linha de rodado atingindo a camada de 0,20-0,30 m.
3. No tratamento combinado triplo as pressões de carga não atingiram as camadas
subsuperficiais preservando a qualidade física e estrutural do solo.
66
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68
CAPÍTULO III
PRODUTIVIDADE DE CANA-DE-AÇUCAR E BIOMASSA DE RAÍZES EM
DIFERENTES CONFIGURAÇÕES DE PLANTIO E TRÁFEGO DE MÁQUINAS
RESUMO
A arquitetura do sistema radicular é o fator chave no aproveitamento dos recursos
do solo pela planta, uma vez que, a forma de distribuição do sistema radicular torna a
relação da planta com o solo, a absorção de água e a dinâmica de crescimento eficiente.
Logo a compactação do solo torna o crescimento das raízes da cana-de-açúcar variável
como resposta a barreiras físicas no solo com o aumento da densidade do solo, resistência
do solo à penetração e diminuição de poros, provocando perdas na produtividade da
cultura. Portanto, esse trabalho teve como objetivo avaliar se o tratamento com menor
área total trafegada por máquinas na cultura da cana-de-açúcar cultivada com a variedade
CTC 15, proporciona maior desenvolvimento radicular e produtividade da cultura da
cana-de-açúcar. Avaliou-se a distribuição das raízes e a produtividade de colmos da cana-
de-açúcar durante duas safras agrícolas, sendo que o experimento foi implantado na
região de Lençóis Paulista-SP no mês de outubro de 2012, onde foram avaliados os
seguintes tratamentos: 1- Espaçamento de referência (ER) – 1,50m entrelinhas; 2-
espaçamento combinado duplo (ECD) – espaçamento de 0,90 m x 1,50 m; 3- espaçamento
combinado triplo (ECT) – espaçamento de 0,75 x 0,75 x 1,50 m entrelinhas; 4- plantio
geométrico de precisão (PGP) de 0,75 x 0,75 m entre plantas e entrelinhas. O tratamento
com espaçamento reduzido apresentou maiores restrições ao desenvolvimento do sistema
radicular tanto para resistência do solo à penetração quanto para densidade do solo. O
espaçamento com plantio geométrico de precisão apresentou maior produtividade na cana
planta. A área não trafegada apresentou uma distribuição mais uniforme do sistema
radicular no perfil.
Palavras-chave: Sistema radicular, manejo do solo, controle de tráfego, Saccharum spp.
69
ABSTRACT
Root system architecture is the key factor in the exploitation of soil resources by the plant.
The root system promotes soil connection to the plant, water absorption and efficient
growth dynamics. Therefore, soil compaction makes the root growth of sugarcane
variable in response to physical barriers on the ground with increased bulk density, soil
penetration resistance and decrease pores, causing losses in crop yield. The objective of
this study was to evaluate whether the treatment with the smallest total area transported
by machines in the sugarcane cultivated with the CTC 15 variety provides greater root
development and productivity of the sugarcane crop. The distribution of roots and yield
of sugarcane stalks during two harvests was evaluated. The experiment was installed in a
region of Lençóis Paulista-SP in October 2012. The following treatments were evaluated:
1- Reference spacing (RS) - 1.50m between rows; 2- double combined spacing (DCS)
spacing of 0.90 m x 1.50 m; 3- triple combined spacing (TCS) spacing of 0.75 x 0.75 x
1.50 m between rows; 4- Geometric precision planting (GPP) of 0.75 x 0.75 m between
plants and between rows. The treatment with reduced spacing presented greater
restrictions to the development of the root system for both soil resistance to penetration
and soil density. The spacing with precision geometric planting presented higher
productivity in the plant cane. The unripened area showed uniform distribution of the root
system profile.
Keywords: Root system, soil management, traffic control, Saccharum spp.
70
INTRODUÇÃO
O sistema radicular é o suporte a inúmeras características do vegetal, dentre as mais
destacáveis estão à capacidade de absorção de nutrientes, germinação ou brotação,
sustentação e tolerância a pressões aplicadas por maquinário. Logo a compactação do
solo provoca limitações ao sistema radicular por forma de impedimentos físicos, aumento
da densidade do solo e diminuição de poros, diminuindo a taxa de produtividade da
cultura.
O pleno desenvolvimento das raízes da cana de açúcar está condicionado a fatores
como genética, ambiente, solo e clima (VASCONCELOS et al., 2003). Para Vasconcelos
e Garcia (2005) a quantidade de raízes em determinadas faixas do solo não é indicativa
de desenvolvimento da planta e, sim, a distribuição do sistema radicular no perfil do solo,
ao longo das mudanças de clima no ciclo do canavial.
No entanto, o crescimento de raízes no solo não segue um parâmetro de distribuição
e está sujeito a alterações causadas pelo manejo, principalmente o tráfego de máquinas,
limitando o crescimento das raízes ao longo do ciclo de vida da planta, seja nas brotações
ou dentro do período de desenvolvimento (VASCONCELOS; GARCIA, 2005). A pressão
exercida pelo conjunto do rodado expulsa o ar dos poros, tornando-o num complexo
mineral mais coeso, alterando a interação entre massa/volume e aumentando a resistência
do solo à penetração (SEVERIANO et al., 2009; SILVA et al., 2011).
A redução do espaço poroso, faz com que o sistema radicular da cultura da cana-
de-açúcar se desenvolva com dificuldade para contornar as barreiras físicas no solo e
resistir com baixas taxas de oxigênio disponível. Sendo assim estudar a distribuição do
sistema radicular da cana-de-açúcar no perfil do solo pode ser útil para o emprego do
controle de tráfego e manutenção da qualidade física do solo (ROQUE et al., 2010;
SOUZA et al., 2012; SOUZA et al., 2014).
O maior benefício da adoção do controle de tráfego é a distinção das linhas
trafegadas, que são permanentemente separadas, formando faixas de tráfego capazes de
suportar o recalque adicional, além de, aumentarem a eficiência de tração e flutuação das
máquinas agrícolas (VISCHI FILHO et al., 2015).
Associada ao controle de tráfego, a redução do espaçamento da cana-de-açúcar
pode ser uma alternativa viável, isto porque este tipo de manejo é adequado para sistemas
de produção com cultivo em linha, uma vez que as zonas de tráfego podem permanecer
no local por um ciclo da cultura ou mantidas ao longo de vários ciclos, como ocorre nos
71
sistemas de produção da cana-de-açúcar na Austrália (BRAUNACK; McGARRY, 2006).
Assim, não há sobreposição de rodados nas linhas da cultura, preservando o ambiente de
crescimento radicular, considerando que este último pode ser determinante para o
crescimento vegetal, melhorando a capacidade da planta em adquirir os recursos do solo
(LYNCH; BROWN, 2008; PAGÈS, 2011).
Pelo exposto, objetivo do trabalho foi avaliar se o tratamento com menor área total
trafegada por máquinas na cultura da cana-de-açúcar cultivada com a variedade CTC 15,
proporciona maior desenvolvimento radicular e produtividade da cultura da cana-de-
açúcar.
MATERIAL E MÉTODOS
O experimento foi desenvolvido em área pertencente à Usina Zilor (22º35’46” de
latitude sul e 48048’40” de longitude oeste), localizada no município de Lençóis Paulista-
SP. O relevo é classificado como suave-ondulado e, de acordo com a classificação de
Köppen, o clima da região é subtropical úmido do tipo Cwa. As temperaturas médias do
mês mais quente são superiores a 22 °C e do mês mais frio inferiores a 18 °C.
Caracterização física
Foram realizadas amostragens para a caracterização física do solo antes da
instalação do experimento, para os atributos granulométricos do solo, resistência do solo
à penetração, densidade e porosidade do solo (Tabela 1). O teor de umidade do solo se
manteve entre 7 a 9%, sendo que essa caracterização foi realizada no mês de julho de
2012 e nesse período a pluviosidade na região é muito baixa ou nula. O solo é classificado
como Latossolo Vermelho distrófico de textura média.
A avaliação da densidade e porosidade do solo ocorreu em cilindros volumétricos
de 0,05 m de diâmetro por 0,05 m de altura. Para textura do solo, densidade do solo,
porosidade do solo e resistência do solo à penetração as amostras foram avaliadas nas
camadas de 0,00-0,10 m, 0,10-0,20 m, 0,20-040 m, 0,40-0,60 m e 0,60-1,00 m.
72
Tabela 1. Composição textural, porosidade do solo, densidade do solo e resistência do
solo à penetração nas camadas de 0,00-0,10 m, 0,10-0,20 m, 0,20-0,40 m, 0,40-0,60 m e
0,60-1,00 m, da área experimental antes da instalação do experimento.
Profundidade
(m)
Composição textural (g kg-1) Macro Micro PT DS RP
Argila Silte Areia -----------m3 m-3---------- kg dm-3 MPa
0,00-0,10 145 14 682 0,10 0,21 0,31 1,64 2,29
0,10-0,20 142 16 683 0,05 0,19 0,24 1,64 3,31
0,20-0,40 172 18 619 0,02 0,29 0,31 1,71 3,65
0,40-0,60 178 20 623 0,03 0,21 0,25 1,72 3,20
0,60-1,00 180 23 593 0,09 0,20 0,29 1,71 3,04 Macro = macroporosidade; Micro = microporosidade; PT = porosidade total; DS = densidade do solo; RP
= resistência do solo à penetração; n = 40.
A variedade de cana-de-açúcar implantada na área experimental é a CTC 15,
escolhida pela usina de acordo com a classificação do ambiente. O plantio da cana-de-
açúcar foi realizado no mês de outubro de 2012, após a área ter sido submetida ao preparo
convencional (eliminação química da soqueira antiga, subsolagem e gradagem). Foram
avaliadas quatro configurações de plantio, buscando identificar e relacionar o
desempenho produtivo da cultura com os atributos físicos do solo. O experimento foi
montado em um esquema de parcelas subdivididas com cinco repetições, totalizando 35
parcelas experimentais.
Os espaçamentos empregados foram: 1. Espaçamento referência (ER) -
espaçamento simples com 1,50 m entrelinhas; 2. Espaçamento combinado duplo (ECD)
- espaçamento de 0,90 x 1,50 m entrelinhas duplas; 3. Espaçamento combinado triplo
(ECT) - espaçamento de 0,75 x 0,75 x 1,50 m entrelinhas; 4. Plantio geométrico de
precisão (PGP) com espaçamento de 0,75 x 0,75 m entre plantas e entrelinhas, alocados
na parcela principal, com dimensões de 24 m de largura por 50 m de comprimento. Nas
subparcelas (12 m de largura ou metade da parcela principal), após a colheita da cana
planta, foi realizado o tráfego, sendo os tratamentos caracterizados como com e sem
tráfego.
O número de sulcos de plantio por parcela foi dependente de cada espaçamento
entrelinhas, no espaçamento convencional de 1,5 m foram 16 sulcos, no espaçamento
combinado (0,90 x 1,5 m) foram 10 conjuntos de linhas duplas (20 sulcos), no
espaçamento triplo (0,75 x 0,75 x 1,5 m) foram oito conjuntos de linhas triplas (24 sulcos)
e para o espaçamento geométrico foram 32 sulcos.
73
Adubação da área
A adubação das parcelas foi feita com base no cálculo da área considerando a
largura e comprimento da parcela, no qual corresponde a 24 m de largura por 50 m de
comprimento, assim, determinado 600 kg da formulação 4-14-08 por parcela, esse total é
dividido pela quantidade de sulcos de cada parcela, em função das diferentes
configurações. Logo, para o espaçamento de 1,5 m, contadas 16 linhas, dividindo por 60
(total estipulado por parcela) tem-se 3,75 kg por sulco. Para o espaçamento de 0,9 x 1,5
(10 linhas duplas) foram 3,0 kg por sulco. Escapamento triplo (8 linhas triplas) foi 2,5 kg
por sulco e o plantio de precisão (2.133 covas) foram 28,75 g por cova.
Simulação do tráfego de máquinas na colheita
A colheita da cana planta foi realizada no mês de outubro de 2013 e o primeiro corte
em outubro de 2014, nos dois anos a colheita foi feita de forma manual. O tráfego de
máquinas foi simulado por meio de duas colhedoras de marca John Deere modelo 3520 e
3522, com peso total de 17.725 e 19.300 kg, respectivamente, segundo o catálogo do
fabricante. Também foram utilizados na simulação um trator de marca Valtra, modelo Bh
210i, pesando 8.640 kg, com bitola de 3,0 m, este que rebocou um transbordo de marca
Santal, modelo VT 10, tandem, com capacidade para 10 toneladas, bitola de 1.900 mm,
trabalhando a uma pressão de inflação dos pneus de 2500 psi, pesando 6.940 kg vazio e
16.250 kg cheio. O conjunto trator transbordo trafegou entre as linhas de cada parcela de
acordo com a configuração de plantio.
Avaliações dos atributos do solo
a) Análise granulométrica: foram determinadas as frações de areia, silte e argila
utilizando terra fina seca ao ar pelo método da pipeta com solução de hidróxido de sódio
0,1 (NaOH) com agente dispersante (CAMARGO et al., 1986).
b) Densidade e porosidade do solo: a densidade do solo foi calculada pela relação entre
a massa do solo seco em estufa a 105 °C e volume da amostra, segundo metodologia da
Embrapa (2013). A porosidade foi calculada a partir da mesa de tensão e a
microporosidade correspondeu a umidade volumétrica da amostra submetida a uma
tensão de 0,006 MPa, após saturação (EMBRAPA, 2013). A porosidade total foi obtida
segundo Embrapa (2013) e a macroporosidade por diferença entre a porosidade total e a
microporosidade.
74
c) Teor de água no solo e resistência do solo à penetração: as medições foram
realizadas no mesmo dia para todos os tratamentos de uma mesma repetição, buscando-
se, dessa forma, eliminar o efeito da variação do teor de água no solo, que foi determinado
pelo método gravimétrico em amostras deformadas (EMBRAPA, 2013). A resistência do
solo à penetração foi determinada em laboratório nas amostras coletadas com os cilindros
volumétricos, utilizando um penetrômetro eletrônico modelo MA-933, marca Marconi,
com velocidade constante de 0,1667 mm s-1, equipado com uma célula de carga de 200
N, haste com cone de 4 mm de diâmetro de base e semi-ângulo de 30º, receptor e interface
acoplado a um microcomputador, para registro das leituras por meio de um software
próprio do equipamento.
Desenvolvimento radicular
A metodologia de análise do sistema radicular foi adaptada de Otto et al. (2011), no
qual foi amostrada com o auxílio de sondas em aço inox. As amostras foram coletadas
para amostragem das faixas do solo de acordo com a configuração de plantio nas
profundidades de 0,00-0,10 m, 0,10-0,20 m, 0,20-0,40, 40-60 e 0,60-1,00 m (Figura 1).
Essas avaliações foram realizadas após a colheita da parte aérea das plantas da cana-de-
açúcar para avaliação da biomassa. Após a coleta das amostras foi efetuada a separação
do solo das raízes por peneiramento a seco (malha 2,0 mm). As raízes foram separadas
do solo por meio de lavagem em água corrente, posteriormente foram secos em estufa à
65 oC para obtenção da massa do material seco.
Figura 1. Amostragem de raiz no solo para as diferentes configurações de espaçamento
estudadas, com a distância entre as linhas. (A) = amostragem na linha de plantio; (B) =
75
amostragem em torno da soqueira; (C) amostragem entre as linhas duplas; (D) =
amostragem entre o espaçamento das linhas combinadas; ER = espaçamento referência;
ECD = espaçamento combinado duplo; ECT = espaçamento combinado triplo; PGP =
plantio geométrico de precisão.
Após a pesagem, calculou-se a quantidade da biomassa seca de raiz em cada camada
nas diferentes configurações de plantio, por meio da fórmula:
𝐵𝑅 = ((𝑉𝑠 𝑥 𝑀𝑟)
𝑣𝑠) /1.000.000 (2)
em que: BR = produção de biomassa seca de raiz em t ha-1; Vs = volume de solo na faixa
da camada avaliada em m3 ha-1; Mr = massa de raiz coletada na camada em g; vs = volume
da sonda de amostragem de raiz na camada avaliada em m3.
Dados climáticos
Os dados climáticos foram obtidos de estações meteorológicas automáticas
instaladas próximas das áreas experimentais. Por meio da metodologia adaptada de
Thornthwaite e Mather, os dados climáticos foram utilizados para a elaboração do balanço
hídrico climatológico com o déficit e o excedente (Figura 2). A precipitação,
evapotranspiração potencial (ETP) e evapotranspiração real ou efetiva (ETR) no período
de outubro de 2012, data na qual o experimento foi implantado, até outubro de 2014 foram
obtidos.
76
Figura 2. Extrato do balanço hídrico, precipitação, evapotranspiração potencial (ETP) e
evapotranspiração real ou efetiva (ETR) do municipio de Lençóis Paulista no período de
outubro/2012 até outubro/2014.
Produtividade de colmos
A produtividade de colmos (Mg ha-1) de todas as parcelas foi avaliada colhendo
manualmente os colmos presentes em 100 m2 na área central de cada parcela. Os colmos
foram separados dos ponteiros e folhas secas e pesados com o uso de dinamômetro
acoplado a garra da carregadora
A estatística foi realizada por meio da análise de variância pelo teste F ao nível de
5% de probabilidade e teste de Tukey para comparação entre médias ao nível de 5% de
probabilidade.
Abordagem boundary line
Para correlacionar os atributos físicos do solo com a densidade e biomassa
radicular, foi adotado o procedimento da boundary line, seguindo metodologia adotada
por Imhoff et al. (2001) e Otto et al. (2011). Os valores de densidade radicular foram
transformados para um Fator F obtido por meio do máximo valor obtido (BERGSTROM;
BEAUCHAMP, 1993; IMHOFF et al., 2001).
Os valores de densidade radicular (g dm-3) de acordo com o local foi dividido pelo
maior valor encontrado de acordo com a configuração de plantio e ponto de amostragem
(linha de plantio e rodado), perfazendo para o espaçamento ER para a linha de plantio (n
77
= 10) e linha de rodado (n = 10). Para o espaçamento ECD na linha de plantio e rodado
tem-se n = 10 e, no espaçamento ECT na linha de plantio e rodado tem-se n = 20. Esses
valores de F foram plotados com os respectivos valores de resistência do solo à penetração
(RP) e densidade do solo (Ds) em um diagrama de dispersão. Apenas os pontos superiores
foram selecionados para fazer o modelo de regressão não linear, seguindo os critérios do
“boundary line”.
Os pontos abaixo dos superiores não foram considerados, pois eles poderiam estar
sofrendo influência de outras variáveis. Para avaliar os efeitos da resistência do solo à
penetração e densidade do solo nos valores F de densidade radicular, foi utilizada uma
função assimétrica em forma de S seguindo o modelo proposto por van Genutchen (1980).
Os valores estimados pelo modelo apresentaram elevado coeficiente de determinação
com os valores obtidos. As funções foram ajustadas utilizando regressão não linear no
software Lab Fit. O formato inicial da curva foi o mesmo utilizado por Imhof et al. (2001)
e Otto et al. (2011), como segue:
𝐹 = ((𝐴+(1−𝐴)
1+(𝐵∙𝑋) 𝑐)
(1−1
𝐶)
(3)
em que: F = são os valores transformados da densidade radicular; X = valor de resistência
do solo à penetração ou densidade do solo; A, B e C = são as constantes geradas pelo
modelo para regular o formato das curvas.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Foram construídos diagramas de dispersão (Figura 3) para selecionar os pontos de
máxima produção da biomassa de raiz em cada espaçamento de plantio, em relação ao
gradiente máximo de resistência do solo a penetração do solo.
78
Figura 3. Valores transformados (F) de densidade de raízes em função da resistência do solo à
penetração, para o ER=espaçamento referência; ECD=espaçamento combinado duplo; ECT=
espaçamento combinado triplo e PGP=plantio geométrico de precisão; para a área com e sem
tráfego.
Na figura 4 são encontrados os diagramas de dispersão com a relação entre
densidade do solo e os valores transformados de raiz (F). Foram selecionados os pontos
79
de máxima dos atributos DS com o intuito de excluir a influência de outras variáveis
independentes, de acordo com Webb (1972) e Otto et al. (2011).
80
Figura 4. Valores transformados (F) de densidade de raízes em função da densidade do solo,
para o ER=espaçamento referência; ECD=espaçamento combinado duplo; ECT= espaçamento
combinado triplo e PGP=plantio geométrico de precisão; para a área com e sem tráfego.
Os modelos demonstram os F-valores para densidade do solo (DS) e resistência
do solo a penetração (RP) (Tabela 2).
Tabela 2. Parâmetros de ajuste do modelo de regressão não linear para estimar valores
de F a partir dos valores de resistência do solo à penetração e densidade do solo para os
tratamentos estudados na linha de plantio (LP) e linha de rodado (LR).
Equação Y = (((A+(1-A)) /(1+(B∙X)C)))(1-1/C)
Parâmetros da equação
A B C R2
Resistência do solo à penetração (MPa)
Tratamento LP LR LP LR LP LR LP LR
ER 115300 201600 1,25 1,23 4,62 2,78 0,97 0,89
ECD 861200 763100 1,42 1,42 4,87 3,59 0,96 0,96
ECT 385300 120700 1,42 1,19 3,74 3,88 0,97 0,98
ERnt 168200 260200 1,25 1,75 5,85 4,37 0,98 0,96
ECDnt 115700 129900 1,53 1,78 6,59 2,97 0,98 0,88
ECTnt 267200 142400 1,32 1,20 4,68 6,84 0,95 0,96
PGP 24580 1,69 4,33 0,98
Densidade do solo (Mg m-3)
ER 418200 733100 0,66 0,66 29,97 15,23 0,99 0,98
ECD 942300 729700 0,63 0,60 26,01 24,81 0,98 0,98
ECT 973800 904000 0,63 0,59 18,98 25,70 0,98 0,98
ERnt 121300 389200 0,67 0,61 20,72 42,09 0,96 0,99
ECDnt 282600 199800 0,62 0,63 17,98 21,20 0,93 0,98
ECTnt 822600 737200 0,64 0,64 16,99 13,57 0,96 0,95
PGP 373400 0,64 56,67 0,98 ER = espaçamento referência; ECD = espaçamento combinado duplo; ECT = espaçamento combinado
triplo; PGP = plantio geométrico de precisão; ERnt = espaçamento referência não trafegado; ECDnt =
espaçamento combinado duplo não trafegado; ECTnt = espaçamento combinado triplo não trafegado. n =
100.
Os parâmetros modelagem foram utilizados para simular o efeito da DS e RP sobre
o sistema radicular (Tabela 2). Verifica-se pela abordagem bondary line que a diminuição
das raízes da cana-de-açúcar começa quando os valores de resistência do solo à
penetração estão próximos a 2,0 MPa.
No tocante as médias de resistência do solo à penetração, salienta-se que os dados
foram obtidos com as amostras equilibradas a tensão de 6 KPa, Otto et al. (2011), propôs
que o valor crítico ao crescimento de raízes é de 2,0 MPa trabalhando com Latossolo
81
Vermelho de textura média (347 g kg-1 de argila) utilizando um penetrômetro com
velocidade de penetração constante, estando em conformidade com o presente trabalho.
Entretanto, Sá et al. (2016) relatam que penetrômetros dinâmicos ou de impacto podem
alcançar valores mais elevados. Considerando que o atrito exercido pela raiz ao penetrar
o solo é menor do que a haste do penetrometro (MACKENZIE et al., 2013).
Analisando a abordagem bondary line para o espaçamento ER, observa-se que a
regressão não linear entre o F e RP alcança valores de até 1,83 MPa na linha de rodado,
a partir desse ponto o crescimento de raízes no solo é cessado (Figura 5). De acordo com
Sá et al. (2016) o crescimento de raízes no solo pode ser influenciado por vários fatores,
nos quais a morfologia do sistema radicular que pode apresentar uma tendência a diminuir
conforme alcança as camadas subsuperficiais do solo e da distância entre plantas,
conforme comprovado por Otto et al. (2011).
Verifica-se que a resistência do solo à penetração na linha de rodado no
espaçamento ER aumenta gradualmente devido as repetidas passagens do conjunto trator-
transbordo na mesma linha (Figura 5). Roque et al. (2010) trabalhando com controle de
tráfego na cana-de-açúcar sob Latossolo Vermelho, observaram que as maiores reduções
na densidade radicular ocorreram na linha de rodado.
82
Figura 5. Dados ajustados pelo modelo para avaliar a relação entre os valores F de raízes
e a resistência do solo à penetração para as diferentes configurações de plantio. ER =
espaçamento referência; ECD = espaçamento combinado duplo; ECT = espaçamento
combinado triplo; PGP = plantio geométrico de precisão; LPT = linha de plantio com
tráfego; LRT = linha de rodado com tráfego; LPNT = linha de plantio sem tráfego; LRNT
= entrelinha sem tráfego.
Analisando os modelos obtidos para as configurações de plantio combinadas ECD
e ECT (Figura 5), observa-se que nos locais de amostragem LP e LR na área com tráfego
e sem tráfego são ligeiramente menores quando comparados ao ER.
É preciso lembrar que no primeiro ano não se configurou parte da parcela para não
ser trafegada, sendo assim sugere-se que o solo da área sem tráfego também experimentou
pressões de carga, que por sua vez tornaram a resistência do solo à penetração e densidade
do solo maiores ao passo em que o tráfego também aumentou em cada parcela.
Para o tratamento ECD, verifica-se que na linha de rodado os valores de resistência
do solo à penetração alcançaram a média de 1,79 MPa (Figura 5), no qual é o ponto onde
se inicia a diminuição de raiz no perfil do solo, suge-se que a interferência da resistência
do solo à penetração ao longo do perfil do solo é ligeiramente menor nessa configuração
83
de plantio. De acordo com Jin et al. (2013) o ângulo de atrito e a resistência oferecida
pelo solo interagem e podem impedir o acesso das raízes em determinadas camadas
dependendo do grau de resistência do solo à penetração.
No ECD os modelos de LPT, LPNT e LRNT apresentaram restrições máximas de
1,60, 1,40 e 1,39 MPa, respectivamente, demonstrando que o gradiente de resistência a
penetração do solo é menor nesses locais de amostragem (Figura 5). Pressupõe-se que a
intensidade do tráfego de máquinas é determinada pelo número de passagens no mesmo
local, que por sua vez vai alterar os atributos físicos do solo e promover impedimentos ao
crescimento radicular.
No ECT a interferência do tráfego foi menor (Figura 5), a maior restrição provocada
pela resistência do solo à penetração do solo foi de 1,72 MPa, isto porque a distância
percorrida pela máquina nessa configuração de plantio é menor a do que nas demais
configurações. Portanto, a padronização da bitola da máquina em adição a configuração
dos espaçamentos múltiplos da cana-de-açúcar concentra todo tráfego numa menor faixa
e posiciona a rodagem ao centro da entrelinha, possibilitando uma estratégia para
melhorar a trafegabilidade e diminuir a compactação nos canaviais.
Para os modelos do PGP, verifica-se que a interferência provocada pela resistência
do solo à penetração inicia-se a partir dos 0,80 MPa (Figura 5). Demonstrando que o solo
tem pouca diferenciação de resistência do solo à penetração entre as camadas e a
densidade de raízes não diminui exponencialmente, quando se considera 2,0 MPa como
referência de valor crítico. De acordo com Gubiani et al. (2014) a ocupação de raízes num
maior espaço nas camadas do solo retarda o aumento da resistência mecânica, segundo
os autores pode ser sugerido que nessas circunstâncias o crescimento da planta é
facilitado.
A ausência do tráfego de máquinas nas entrelinhas preserva a estrutura do solo.
Gonçalves et al. (2014) estudando o tráfego de máquinas sob Latossolo Vermelho
cultivado com cana-de-açúcar, verificaram que os efeitos deletérios ocorreram onde as
passagens do trator na mesma linha foram repetidas por vinte vezes, benefícios do
controle de tráfego na qualidade física do solo que também foram observados por Souza
et al. (2012) e Souza et al. (2015)
Considerando que podem ocorrer outros tipos de intervenção no crescimento
radicular, como a morfologia da espécie e a idade do canavial, é preciso salientar que,
nessa configuração de plantio a proximidade das touceiras permite o livre crescimento de
84
raízes no perfil do solo, contudo, a quantidade de raiz pode não tornar maior a
produtividade.
Densidade do solo x sistema radicular
Verifica-se pela abordagem bondary line que todos os espaçamentos e posições de
coleta estudados, a interferência da densidade do solo começa a afetar o sistema radicular
a partir de 1,32 g dm-3 (Figura 6). Gonçalves et al. (2014) constataram que as restrições
físicas provocadas pela densidade do solo foram observadas a partir de 1,22 Mg m-3 sob
Latosssolo Vermelho argiloso. A densidade é um atributo dependente da textura do solo,
logo, a maior proporção de areia do solo estudado justifica o maior gradiente de densidade
do solo.
No tratamento ER, a densidade crítica para restrição do sistema radicular da cana-
de-açúcar ocorre na LRT aos 1,83 Mg m-3, enquanto para LPT a densidade crítica é de
1,81 Mg m-3, próximo ao valor encontrado por Usaborisut e Sukcharoenvipharat (2011)
os quais verificaram o valor de 1,78 Mg m-3 sob cultivo da cana-de-açúcar (Figura 6). De
acordo com Reinert et al. (2008) para solos arenosos as limitações do sistema radicular
podem ocorrer com a densidade do solo acima de 1,75 Mg m-3. Nas linhas trafegadas a
densidade é tipicamente maior, comparada às linhas adjacentes, contudo, densidade e
índice de cone aumentam de acordo com a intensidade do tráfego de máquinas no solo.
A proximidade dos valores máximos de restrição para LPT e LRT sugere que o
tráfego de máquinas nessa configuração de plantio interfere nas linhas de cultivo, devido
a plataforma da máquina colhedora apresentar uma largura de 1,88 m e trafegar numa
linha de 1,50 m (Figura 6). Corroborando com os resultados obtidos por Roque et al.
(2010) que, observaram um aumento da densidade do solo na linha de plantio e
entrerrodado, mesmo sob direcionamento das passagens de máquinas por piloto
automático. Souza et al. (2012) relata que esse desencontro entre a máquina e o
espaçamento de plantio pode ser um possível problema no emprego do controle de tráfego
para os canaviais brasileiros.
85
Figura 6. Dados ajustados pelo modelo para avaliar a relação entre os valores F de raízes
e a densidade do solo para as diferentes configurações de plantio. ER = espaçamento
referência; ECD = espaçamento combinado duplo; ECT = espaçamento combinado triplo;
PGP = plantio geométrico de precisão; LPCT = linha de plantio com tráfego; LRCT =
linha de rodado com tráfego; LPST = linha de plantio sem tráfego; EST = entrelinha sem
tráfego.
Os modelos obtidos para o ECD nos locais de amostragem LPNT e LRNT, de forma
geral apresentaram densidade máxima de (1,72 Mg m-3) (Figura 6). Gonçalves et al.
(2014) trabalhando sob Latossolo Vermelho cultivado com cana-de-açúcar, observaram
um aumento gradual da densidade do solo ao passo em que se aumentou o número de
passagem de máquinas no mesmo local.
Ao analisar as curvas de densidade do solo, observa-se a proximidade dos valores
de densidade para a linha de plantio e entrelinha (Figura 6). Evidenciando que a
interferência do tráfego é menor, isto porque, se for considerado o período de cultivo até
a reforma do canavial, a densidade do solo será maior para as configurações de plantio
onde a rodagem sobrepõe a mesma linha.
O tratamento PGP apresentou densidade crítica de 1,66 Mg m-3 (Figura 6).
Demonstrando que a intensidade do tráfego não causou incrementos na densidade do solo
86
em menores níveis, corroborando com os resultados obtidos por Paula e Molin et al.
(2013), em sistemas de colheita da cana com controle de tráfego sob Latossolo Vermelho.
Distribuição do sistema radicular
De forma geral, as raízes se concentram até os 0,40 m de profundidade em todos os
perfis de distribuição (Figura 7), distribuição também observada por Otto et al, (2011).
Smith et al. (2005) compilando dados da literatura, relata que o sistema radicular da cana-
de-açúcar pode alcançar até 2 m de profundidade, porém, cerca de 50% da biomassa
radicular se concentra até os 0,20 m.
Verifica-se que há uma diminuição de raízes entre as camadas de 0,20 a 0,40 m do
solo, podendo ser explicado pela operação de sulcação no preparo do solo para o plantio
(Figura 7). O revolvimento causado por elementos de mobilização do solo como hastes
escarificadoras pode provocar a compactação abaixo da linha de sulcação, impedindo o
aprofundamento das raízes no solo e diminuindo a infiltração de água. Pode também
modificar a rota de crescimento das raízes para contornar barreiras físicas no solo, uma
vez que o sistema radicular pode responder ao ambiente do solo de forma variável no
espaço e no tempo, por meio de adaptações nos mecanismos de distribuição morfológica,
exsudação ou a proliferação forçada no ponto em que encontra impedimento (LYNCH;
BROWN, 2008). Tim Chamen et al. (2015) constataram que intervenções mecânicas,
como subsolagens ou escarificações, nem sempre são eficientes para mitigar a
compactação do solo, pois normalmente têm efeito temporário, o que demanda repetições
frequentes.
87
Figura 7. Mapas de distribuição de matéria seca radicular da cana-de-açúcar para solo arenoso para a áre trafegada e não trafegada, para as
configurações de plantio ER=espaçamento referência, ECD=espaçamento combinado duplo; ECT=espaçamento combinado triplo;
ERnt=espaçamento referência não trafegado; ECDnt=espaçamento combinado duplo não trafegado; ECT=espaçamento combinado triplo não
trafegado; PGP=plantio geométrico de precisão;
ER ECD ECT
ERnt ECDnt ECTnt PGP
Área trafegada
Área não trafegada
88
Observa-se no perfil de ECT que as raízes se concentram na camada superficial no
entorno da soqueira (Figura 7), como também observado por Cury et al. (2014). Nessa
configuração de plantio o sistema radicular explora toda a camada superficial,
comportamento observado por vários autores (OTTO et al., 2011; AQUINO et al., 2015;
NUNES et al., 2015) e que pode proporcionar a planta melhor exploração do perfil pelo
contato solo raiz.
Enquanto nos espaçamentos ER e ECD, observa-se uma diminuição da massa de
raízes no sentido LP>LR (Figura 7). Demonstrando que o tráfego de máquinas pode
modificar os atributos físicos do solo provocando impedimentos físicos. Souza et al.
(2012), estudando a compressibilidade do solo e o desenvolvimento do sistema radicular
da cana-de-açúcar, observaram que houve redução da massa de raízes no solo na linha do
rodado.
A maior densidade de raiz é observada no entorno da soqueira (Figura 7). Indicando
que a distribuição de raízes é mais uniforme no perfil nessa configuração de plantio. Para
Costa et al. (2007) maior quantidade de raízes em profundidade favorece a absorção de
água na ocorrência de déficit hídrico.
Nos tratamentos não trafegados, ermbora que a maior parte do sistema radicular se
concentre nas camadas superficiais e no entorno da soqueira, as raízes exploram um maior
volume de solo uniforme (Figura 7). Isto porque a qualidade física foi mantida, uma vez
que o crescimento não é alterado por conta da interferência de barreiras físicas no
enraizamento. A distribuição radicular pode ser um indicador do efeito do manejo da
qualidade física do solo, como observado por (Nicou e Chopart, 1979; Nicou et al., 1993;
Azevedo et al. 2011). A compactação pode fazer com que a planta consuma mais energia
para transpor locais onde a condição física do solo é considerada limitante ou restritiva,
(MONTAGU et al., 2001) então as raízes mudam a direção de crescimento,
comportamento não desejável, uma vez que se tem um gasto de metabólitos que seriam
estabelecidos na parte aérea (CLARK et al., 2003).
Produtividade
A produtividade obtida para as diferentes configurações de plantio é encontrada na
Tabela 3. O sistema de plantio geométrico apresentou interação significativa em termos
de colmos por hectare (TCH). De forma geral, os espaçamentos reduzidos obtiveram
maior produtividade, a diferença na qual foi apresentada pelo PGP em relação ao ER é de
89
11,01% ou 9,9 Mg ha (Tabela 5). Indicando que a maior quantidade de plantas por metro
promove ganhos na população estabelecida na colheita.
Tabela 3. Produtividade (Mg ha-1) em função dos espaçamentos para o primeiro corte
(cana planta) e segundo corte (cana soca).
Tratamento Produtividade (Mg ha-1)
Cana planta Cana soca Acumulado
ER 89,87 b 91,92 aA 181,80 A
ECD 92,12 ab 82,22 aA 174,35 A
ECT 92,97 ab 91,60 aA 184,57 A
PGP 99,77 a 87,12 aA 186,90 A P>n tratamento cana planta = 0,09; P>n tratamento cana soca = 0,05; P>n tratamento acumulado = 0,11.
No primeiro corte a menor taxa de produtividade foi obtida no espaçamento ECD,
isto porque, o baixo índice de precipitação pode ter causado perdas na produtividade
(Figura 2). De acordo com Smith et al. (2005) a fase de perfilhamento inicial determina
o ponto em que a cultura apresenta maior sensibilidade ao déficit hídrico. Reduções
consideráveis no crescimento de plantas ocorrem nas combinações intra e interespecíficas
e são atribuídas a competição entre os grupos de plantas que ocupam o mesmo espaço.
Não houve interação significativa para a produtividade na área com e sem tráfego
de máquinas. No primeiro corte os espaçamentos ECT e ER obtiveram médias de
produtividade muito próximas, sugerindo que o peso individual da cana no ER é maior
(Tabela 4). Gulati et al. (2015) avaliou métodos posicionamento das covas de plantio, que
permitiram diferentes disposições entre plantas nas quais: 1,50 x 1,50 m, 1,20 x 0,60 m,
0,30 x 0,30 m e 0,15 x 0,15 m, segundo os autores o maior espaço entre plantas resultou
em colmos mais pesados. De acordo com Sino e Garside (2005) o peso da cana-de-açúcar
pode explicar 98% do seu rendimento.
Tabela 4. Produtividade (Mg ha-1) em função dos espaçamentos e tráfego para o segundo
ano de avaliação (cana soca).
Tratamento Produtividade (Mg ha-1)
Com Tráfego Sem Tráfego Média
ER 88,22 a 91,92 a 90,07 a
ECD 86,75 a 81,40 a 84,07 a
ECT 82,50 a 91,00 a 86,75 a
Média 85,82 A 88,10 A
P>n tratamento = 0,10; P>n tráfego = 0,30; P>n interação (tratamento x tráfego) = 0,05. Letras minúsculas na coluna
diferem para o tratamento e letras maiúsculas na linha diferem para o tráfego.
90
Contudo, o tipo de arranjo entre plantas predispõe a cana-de-açúcar a maiores
produtividades, ainda pode se destacar a possibilidade no seu emprego com vistas a
diminuir o tráfego de máquinas aumentar a longevidade do canavial. De acordo com Sá
et al. (2016) a adequação da bitola associado a adoção de espaçamentos combinados
concentra o tráfego em zonas menores e centraliza as passagens, diminuindo a
compactação nos canaviais.
CONCLUSÕES
1. O tratamento com espaçamento referência apresentou maiores restrições ao
sistema radicular tanto para resistência do solo à penetração quanto para densidade do
solo.
2. O espaçamento com plantio geométrico de precisão apresentou maior
produtividade na cana planta.
3. A área não trafegada apresentou uma distribuição mais uniforme do sistema
radicular no perfil.
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94
CAPÍTULO IV
INTERVALO HÍDRICO ÓTIMO E PRODUTIVIDADE DA CANA-DE-AÇUCAR
SOB DIFERENTES ESPAÇAMENTOS DE PLANTIO E TRÁFEGO DE
MÁQUINAS
RESUMO
Dentro do contexto de sistemas economicamente viáveis, os projetos de máquinas
agrícolas têm resultado em maior peso e potência, a fim de viabilizar a operação de
colheita, diminuindo o potencial produtivo da cana-de-açúcar ao passo da intensificação
das áreas mecanizadas, na região Centro-Sul. O impacto atribuído pela colheita
mecanizada é percebido na planta e no solo, a largura efetiva de corte de uma colhedora
de cana é de apenas uma linha, obrigando várias passagens da máquina, sobrepondo a
área trafegada mais de uma vez. Sendo assim, adequar o espaçamento a largura efetiva
da máquina pode ser uma alternativa útil para o controle de tráfego e aumento da
produtividade dos canaviais. O objetivo do trabalho foi avaliar a produtividade da cana-
de-açúcar e identificar os limites críticos de densidade do solo onde à resistência do solo
à penetração e a porosidade de aeração são restritivos ao desenvolvimento das plantas,
utilizando a metodologia do intervalo hídrico ótimo para uma área com e sem tráfego de
máquinas em um Latossolo Vermelho distrófico franco-arenoso. O experimento foi
implantado na região de Lençóis Paulista-SP no mês de outubro de 2012, onde foram
avaliados os seguintes tratamentos: 1- Espaçamento de referência (ER) - 1,5 m
entrelinhas; 2- espaçamento combinado duplo (ECD) - espaçamento de 0,90 m x 1,50 m;
3- espaçamento combinado triplo (ECT) – espaçamento de 0,75 x 0,75 x 1,50 m
entrelinhas; 4- plantio geométrico de precisão (PGP) de 0,75 x 0,75 m entre plantas e
entrelinhas. O intervalo hídrico ótimo do solo foi sensível as alterações promovidas pelo
tráfego de máquinas na colheita da cana-de-açúcar. A área não trafegada apresentou maior
intervalo hídrico ótimo comparada aos espaçamentos trafegados devido a manutenção da
qualidade física do solo. Os sistemas de espaçamento reduzidos apresentaram maior taxa
de produção (TCH) nos quatro cortes subsequentes. Os espaçamentos ECT e PGP
apresentaram maior taxa de biomassa total no primeiro corte da cana-de-açúcar. A
qualidade do caldo não foi afetada pela condição física do solo nos diferentes
espaçamentos de plantio e tráfego.
Palavras-chave: Espaçamento reduzido, toneladas de colmo por hectare, Saccharum spp.
95
ABSTRACT
In a context of economically viable systems, agricultural machinery projects have resulted
in greater weight and power to enable the harvesting operation. However, the productive
potential of sugarcane reduced as the mechanized areas intensify in the region South
Center. The impact attributed by mechanized harvest promotes consequences in the plant
and soil, the effective cutting width of a sugar cane harvester is only one line, forcing
several passes of the machine, overlapping the traffic area more than once. Therefore,
adequate spacing to the effective width of the machine can be a useful alternative for
traffic control and increase of sugarcane productivity. The objective of this study was to
evaluate the productivity of sugarcane and identify critical limits of soil density where
soil penetration resistance and aeration porosity are restrictive to the development of the
plants. The methodology of the optimal water range was used in an area with and without
machinery traffic in a dystrophic Red Latosol. The experiment was installed in the region
of Lençóis Paulista-SP in October 2012. The following treatments were evaluated: 1-
Reference spacing (RS) - 1.5 m between rows; 2- double combined spacing (DCS)
spacing of 0.90 m x 1.50 m; 3- triple combined spacing (TCS) spacing of 0.75 x 0.75 x
1.50 m between rows; 4- Geometric precision planting (GPP) of 0.75 x 0.75 m between
plants and between rows. The optimum water range of the soil was sensitive to the
changes promoted by the traffic of machines in the sugarcane harvest. The non-traffic
area presented a greater optimal water range compared to the spacing traveled due to the
maintenance of the soil physical quality. The reduced spacing systems presented higher
rate of production in the four subsequent cuts. The TCS and GPP spacing showed a higher
total biomass rate in the first cut of sugarcane. Broth quality was not affected by soil
physical condition at different planting and traffic spacing.
Keywords: Reduced spacing, tch, production, Saccharum spp.
96
INTRODUÇÃO
O Brasil está na segunda posição no ranking dos maiores produtores de bioetanol,
que é liderado pelos Estados Unidos. Na safra de 2014/2015 o volume mundial produzido
alcançou 93 bilhões de litros, nos quais os EUA e o Brasil, são responsáveis por 58 e 26%
dessa quantia, respectivamente (RENEWABLE FUEL ASSOCIATION, 2015). A
utilização de etanol hidratado por parte dos automóveis bicombustíveis, combinado a
adição de 27% de etanol anidro na gasolina, promoveu uma redução na emissão dos gases
do efeito estufa na ordem de 300 milhões de toneladas de CO2eq, no período de 2003 até
o ano de 2015.
Nos últimos anos o setor sucroenergético experimentou uma mudança nos sistemas
de colheita da cana-de-açúcar para atender a lei implementada no ano de 2014 na qual
revoga a queima dos canaviais, que por sua vez torna as operações de colheita totalmente
mecanizadas, gerando demanda as empresas montadoras. Dentro desse contexto, os
sistemas de colheita precisam ser economicamente viáveis para as unidades de produção,
fazendo com que as adequações nas máquinas agrícolas resultem em maior peso e
potência, diminuindo o potencial produtivo da cana-de-açúcar ao passo da intensificação
das áreas mecanizadas, por conta do aumento dos problemas com a compactação do solo,
bem como o clima que não tem favorecido o crescimento da planta na região Centro-Sul.
O impacto atribuído pela colheita mecanizada é percebido na planta e no solo
(GARSIDE; BELL, 2009). A largura efetiva de corte de uma colhedora de cana é de
apenas uma linha, ocasionando várias passagens da máquina, sobrepondo a área trafegada
mais de uma vez, aumentando invariavelmente a compactação do solo, que por sua vez é
considerada como um dos principais fatores de degradação do solo. Isto porque, pode
alterar a relação entre massa e volume do solo, modificando a sua estrutura e provocando
a perda de parte da fase porosa, causando interferência na disponibilidade de água em
qualquer nível de teor no solo, restringindo o crescimento da cultura nos cortes
subsequentes (SEVERIANO et al., 2008).
Afim de monitorar os componentes de manejo que mais exercem influência nos
atributos físicos do solo, seja pelo tráfego de máquinas ou preparo do solo é lançado mão
dos indicadores de qualidade física do solo, os quais são atuantes na estrutura do solo
(HANZA; ANDERSON, 2005). De acordo com Stefanoski et al. (2013) os indicadores
de qualidade do solo devem ser elencados de acordo com a profundidade efetiva do
sistema radicular, tais como: a porosidade total, distribuição do tamanho de partículas do
97
solo, densidade do solo, resistência do solo à penetração, intervalo hídrico ótimo (IHO),
índice de compressão e estabilidade de agregados.
Tais modelos, conceituam a qualidade física do solo como parâmetro integrado
englobando o conhecimento de propriedades e, processos inerentes a habilidade do solo
em manter adequadas as funções essenciais como a dinâmica de água e gases para o
desenvolvimento vegetal. Contudo, esse conceito é cada vez mais empregado como uma
tentativa da pesquisa em auxiliar na diminuição do impactado da compactação na
estrutura de solos cultivados com cana-de-açúcar (SEVERIANO et al., 2009;
CAVALIERI et al., 2011; GONÇALVES et al., 2014).
No entanto, existem poucos estudos que abordam o controle de tráfego de máquinas
associado a redução do espaçamento da cana-de-açúcar na tentativa de reduzir a
compactação do solo, no qual, pode ser uma alternativa útil para controlar o tráfego de
máquinas, uma vez que separa as linhas de plantio e rodado, alterando a configuração de
plantio, concentrando as passagens no centro da linha trafegada, evitando o pisoteio da
linha de cultivo, criando assim um ambiente favorável para o crescimento livre da cultura
(BRAUBECK; MAGALHÃES, 2010).
A redução na configuração de plantio é uma técnica reconhecida para adequar o
cultivo da cana nos sistemas mecanizados de colheita, objetivando a mitigação das
modificações no solo e na planta e aumentando a produtividade da cultura (TORQUATO
et al., 2015). Entretanto, desde o início do avanço tecnológico nas operações de colheita,
o espaçamento da cultura é condicionado a largura das máquinas, fato que limita o
emprego de espaçamentos reduzidos ou coincidentes, assim como, prováveis aumentos
em produtividade.
Os plantios da cana-de-açúcar no Brasil são realizados com espaçamento entre 1,20
e 1,60 m entrelinhas. Plantios mais estreitos como 1,0 m, por exemplo, promoverão
aumento de metros lineares por área. Nesse caso, se a produção da lavoura for a mesma
em um plantio mais largo ou mais estreito, o que ocorrerá é que a densidade da linha da
cana-de-açúcar, em relação à massa por metro lineares, será menor. O incremento em
produtividade é obtido em quantidade por área, por conta da proximidade da soqueira,
abrangendo mais plantas por metro quadrado (IRVINE; BREDA, 1980).
Contudo, o objetivo do trabalho foi avaliar a produtividade da cana-de-açúcar e
identificar os limites críticos de densidade do solo onde à resistência do solo à penetração
e a porosidade de aeração são restritivos ao desenvolvimento das plantas, utilizando a
98
metodologia do intervalo hídrico ótimo para uma área com e sem tráfego de máquinas em
um Latossolo Vermelho distrófico franco-arenoso.
MATERIAL E MÉTODOS
O experimento foi desenvolvido em área pertencente à Usina Zilor (22º35’46” de
latitude sul e 48048’40” de longitude oeste), localizada no município de Lençóis Paulista-
SP. O relevo é classificado como suave-ondulado e, de acordo com a classificação de
Köppen, o clima da região é subtropical úmido do tipo Cwa. As temperaturas médias do
mês mais quente são superiores a 22 °C e do mês mais frio inferiores a 18 °C.
Caracterização física
Foram realizadas amostragens para a caracterização física do solo antes da
instalação do experimento, para os atributos granulométricos do solo, resistência do solo
à penetração, densidade e porosidade do solo (Tabela 1). O teor de umidade do solo se
manteve entre 7 a 9%, sendo essa caracterização realizada no mês de julho de 2012. Nesta
época a pluviosidade na região é muito baixa ou nula. O solo é classificado como
Latossolo Vermelho distrófico de textura média.
A avaliação da densidade e porosidade do solo ocorreu em cilindros volumétricos
de 0,05 m de diâmetro por 0,05 m de altura. Para textura do solo, densidade do solo,
porosidade do solo e resistência do solo à penetração as amostras foram avaliadas nas
camadas de 0,00-0,10 m, 0,10-0,20 m, 0,20-040 m, 0,40-0,60 m e 0,60-1,00 m.
Tabela 1. Composição textural, porosidade do solo, densidade do solo e resistência do
solo à penetração nas camadas de 0,00-0,10 m, 0,10-0,20 m, 0,20-0,40 m, 0,40-0,60 m e
0,60-1,00 m, da área experimental antes da instalação do experimento.
Profundidade
(m)
Composição textural (g kg-1) Macro Micro PT DS RP
Argila Silte Areia -----------m3 m-3---------- kg dm-3 MPa
0,00-0,10 145 14 682 0,10 0,21 0,31 1,64 2,29
0,10-0,20 142 16 683 0,05 0,19 0,24 1,64 3,31
0,20-0,40 172 18 619 0,02 0,29 0,31 1,71 3,65
0,40-0,60 178 20 623 0,03 0,21 0,25 1,72 3,20
0,60-1,00 180 23 593 0,09 0,20 0,29 1,71 3,04 Macro = macroporosidade; Micro = microporosidade; PT = porosidade total; DS = densidade do solo; RP
= resistência do solo à penetração; n = 40.
A variedade de cana-de-açúcar implantada na área experimental é a CTC 15,
escolhida pela usina de acordo com a classificação do ambiente. O plantio da cana-de-
açúcar foi realizado no mês de outubro de 2012, após a área ter sido submetida ao preparo
99
convencional (eliminação química da soqueira antiga, subsolagem e gradagem). Foram
avaliadas quatro configurações de plantio, buscando identificar e relacionar o
desempenho produtivo da cultura com os atributos físicos do solo. O experimento foi
montado em um esquema de parcelas subdivididas com cinco repetições, totalizando 40
parcelas experimentais.
Os espaçamentos empregados foram: 1. Espaçamento referência (ER) -
espaçamento simples com 1,50 m entrelinhas; 2. Espaçamento combinado duplo (ECD)
- espaçamento de 0,90 x 1,50 m entrelinhas duplas; 3. Espaçamento combinado triplo
(ECT) - espaçamento de 0,75 x 0,75 x 1,50 m entrelinhas; 4. Plantio geométrico de
precisão (PGP) com espaçamento de 0,75 x 0,75 m entre plantas e entrelinhas, alocados
na parcela principal, com dimensões de 24 m de largura por 50 m de comprimento. Nas
subparcelas (12 m de largura ou metade da parcela principal), após a colheita da cana
planta, foi realizado o tráfego, sendo os tratamentos caracterizados como com e sem
tráfego.
O número de sulcos de plantio por parcela foi dependente de cada espaçamento
entrelinhas, no espaçamento convencional de 1,5 m foram 16 sulcos, no espaçamento
combinado (0,90 x 1,5 m) foram 10 conjuntos de linhas duplas (20 sulcos), no
espaçamento triplo (0,75 x 0,75 x 1,5 m) foram oito conjuntos de linhas triplas (24 sulcos)
e para o espaçamento geométrico foram 32 sulcos.
Adubação da área
A adubação das parcelas foi feita com base no cálculo da área considerando a
largura e comprimento da parcela, no qual corresponde a 24 m de largura por 50 m de
comprimento, assim, determinado 600 kg da formulação 4-14-08 por parcela, esse total é
dividido pela quantidade de sulcos de cada parcela, em função das diferentes
configurações. Logo, para o espaçamento de 1,5 m, contadas 16 linhas, dividindo por 60
(total estipulado por parcela) tem-se 3,75 kg por sulco. Para o espaçamento de 0,9 x 1,5
(10 linhas duplas) foram 3,0 kg por sulco. Escapamento triplo (8 linhas triplas) foi 2,5 kg
por sulco e o plantio de precisão (2.133 covas) foram 28,75 g por cova.
Simulação do tráfego de máquinas na colheita
A colheita da cana planta foi realizada no mês de outubro de 2013 e o primeiro corte
em outubro de 2014, nos dois anos o corte foi feito de forma manual. O tráfego de
100
máquinas foi simulado por meio de duas colhedoras de marca John Deere modelo 3520 e
3522, com peso total de 17.725 e 19.300 kg, respectivamente, segundo o catálogo do
fabricante. Também foram utilizados na simulação um trator de marca Valtra, modelo Bh
210i, pesando 8.640 kg, com bitola de 3,0 m, este que rebocou um transbordo de marca
Santal, modelo VT 10, tandem, com capacidade para 10 toneladas, bitola de 1.900 mm,
trabalhando a uma pressão de inflação dos pneus de 2500 psi, pesando 6.940 kg vazio e
16.250 kg cheio. O conjunto trator transbordo trafegou entre as linhas de cada parcela de
acordo com a configuração de plantio.
Avaliações dos atributos do solo
a) Análise granulométrica: foram determinadas as frações de areia, silte e argila
utilizando terra fina seca ao ar pelo método da pipeta com solução de hidróxido de sódio
0,1 (NaOH) com agente dispersante (CAMARGO et al., 1986).
b) Densidade e porosidade do solo: a densidade do solo foi calculada pela relação entre
a massa do solo seco em estufa a 105 °C e volume da amostra, segundo metodologia da
Embrapa (2013). A porosidade foi calculada a partir da mesa de tensão e a
microporosidade correspondeu a umidade volumétrica da amostra submetida a uma
tensão de 0,006 MPa, após saturação (EMBRAPA, 2013). A porosidade total foi obtida
segundo Embrapa (2013) e a macroporosidade por diferença entre a porosidade total e a
microporosidade.
c) Teor de água no solo e resistência do solo à penetração: as medições foram
realizadas no mesmo dia para todos os tratamentos de uma mesma repetição, buscando-
se, dessa forma, eliminar o efeito da variação do teor de água no solo, que foi determinado
pelo método gravimétrico em amostras deformadas (EMBRAPA, 2013). A resistência do
solo à penetração foi determinada em laboratório nas amostras coletadas com os cilindros
volumétricos, utilizando um penetrômetro eletrônico modelo MA-933, marca Marconi,
com velocidade constante de 0,1667 mm s-1, equipado com uma célula de carga de 200
N, haste com cone de 4 mm de diâmetro de base e semi-ângulo de 30º, receptor e interface
acoplado a um microcomputador, para registro das leituras por meio de um software
próprio do equipamento.
Caracterização do Intervalo hídrico ótimo
As amostras saturadas por meio da elevação gradual de uma lâmina de água. Em
seguida, foram submetidas a diferentes tensões 2, 4, 10, 33, 50, 100, 500 e 1.500 kPa, em
101
câmaras de Richards com placas porosas acopladas (SILVA et al., 1994). Ao atingirem o
equilíbrio em cada tensão, as amostras foram pesadas e foi determinada a resistência do
solo à penetração em bancada (RP).
A RP foi realizada utilizando um penetrômetro eletrônico marca Marconi, modelo
MA-933, com velocidade constante de 1,0 cm min-1, equipado com uma célula de carga
de 200 N, haste com cone de 4,0 mm de diâmetro de base e semi-ângulo de 30º, receptor
e interface acoplado a um computador, onde o registro da leitura de resistência à
penetração e o tempo são registrados por meio de um software próprio do equipamento.
Para cada amostra foram obtidos 250 pontos em 3 repetições no cilindro, perfazendo 750
observações.
Em seguida, as amostras foram secas em estufa a 105°C por 24 horas. O teor de
água no solo em base volumétrica foi quantificado pelo quociente do volume de água
retida na amostra em cada tensão e o volume do solo de cada amostra. A DS foi obtida
pela relação massa de solo seco e volume do cilindro (EMBRAPA, 2011). Os dados de
RP foram ajustados em função da densidade do solo e da umidade volumétrica, usando o
modelo não linear empregado por Busscher (1990):
cb
S *D*aRP (4)
onde: RP = resistência do solo à penetração (MPa); DS = densidade do solo (kg m-3); θ =
conteúdo volumétrico de água do solo (m3 m-3); e a, b e c = coeficientes do modelo. Foi
determinado o teor de água no solo para cada densidade na qual se atingiu a resistência
do solo à penetração (θRP) como descrito por (SILVA et al., 1994; LAPEN et al., 2004;
SILVA et al., 2011).
A curva de retenção de água no solo, que relaciona potencial matricial, umidade
volumétrica e densidade do solo foi ajustada ao modelo utilizado por Tormena et al.
(1998) e Leão et al. (2006):
cS *)D*baexp( (5)
em que: θ = conteúdo volumétrico de água (m3 m-3), = potencial matricial (MPa); DS =
densidade do solo (kg m-3); e a, b, c = coeficientes de ajuste do modelo. Assim, foi
102
determinada a variação da umidade na capacidade de campo (θCC) na tensão de 0,01 MPa,
e no ponto de murcha permanente (θPMP) na tensão de 1,5 MPa em função da DS.
A porosidade de aeração (PA), foi assumido o valor mínimo de 0,10 m3 m-3,
considerada adequado para uma taxa de difusão de oxigênio da atmosfera até as raízes. O
teor de água no solo considerando a PA (θPA) foi calculado pela equação 3:
1,0D
D1
P
SPA
(6)
em que: θPA = conteúdo volumétrico de água (m3 m-3), considerando uma porosidade de
aeração de 0,10 m3 m-3; DP e DS = densidade de partículas (Mg m-3) e do solo (Mg m-3),
respectivamente. A densidade de partícula foi medida pelo método do balão volumétrico
(EMBRAPA, 2011).
Para determinar o IHO foi utilizado o método descrito por Silva et al. (1994) e
Tormena et al. (1998). Os valores de θRP, θCC e θPMP foram linearizados, utilizando a
transformação logarítmica. Os limites superiores do IHO foram θCC e/ou θPA, enquanto
os limites inferiores foram θPMP e/ou θRP. A densidade do solo crítica ao crescimento e
desenvolvimento das plantas (DSC) foi considerada como o valor de DS em que o IHO foi
igual a zero.
103
Dados climáticos
Os dados climáticos foram obtidos em estações meteorológicas automáticas instaladas próximas das áreas experimentais. Por meio da
metodologia adaptada de Thornthwaite e Mather, os dados climáticos foram utilizados para a elaboração do balanço hídrico climatológico com o
déficit e o excedente (Figura 1).
Figura 1. Dados climáticos referente aos quatro ciclos da cana-de-açúcar (outubro de 2012 a outubro de 2016) em Lençóis Paulista.
104
Avaliações biométricas:
a) Contagem de perfilhos: avaliação em 10 metros da linha de plantio (eito de colheita
anual), da população de plantas.
b) Produtividade de colmos: A produtividade de colmos (Mg ha-1) de todas as parcelas
foi avaliada colhendo manualmente os colmos presentes em 100 m2 na área central de
cada parcela. Os colmos foram separados dos ponteiros e folhas secas e pesados com o
uso de dinamômetro acoplado a garra da carregadora
RESULTADO E DISCUSSÃO
Os coeficientes obtidos por meio da função proposta por Brusscher (1990) são
encontrados na tabela 2, em adição o teste F de probabilidade, no qual foi significativo
para o solo estudado. O coeficiente de determinação foi de 0,85 permitindo assim explicar
a variação do gradiente de resistência do solo à penetração em função da densidade do
solo e da umidade.
Tabela 2. Estimadores dos parâmetros da regressão linear para resistência mecânica à
penetração (RP), em função da umidade volumétrica do solo (θ) e da densidade do solo
(DS)(1).
Parâmetros Erro padrão t Probabilidade
a 5,95 0,3392 6,4896 <000,1
b -1,021 0,0106 2,8494 <000,1
c 10,8054 0,643 1,371 <000,1 (1)RP = a × DSb × θc.
Na área trafegada os valores médios de densidade do solo foram de 1,76, 1,74 e
1,74 Mg m-3, na camada 0,20-0,40 m, para as configurações de plantio ER, ECD e ECT
respectivamente. Na área sem tráfego a densidade do solo média foi de 1,72, 1,73, 1,72 e
1,68 Mg m-3, respectivamente para ERnt, ECDnt, ECTnt e PGP. Esses valores ficaram
próximos aos encontrados por Cavalieri et al. (2011) para um Argissolo Vermelho
arenoso sob colheita mecanizada com cana-de-açúcar. Cavalieri et al. (2011) avaliando o
efeito da colheita mecanizada sobre um Argissolo Vermelho com 11% de argila,
verificaram que o tráfego de máquinas aumentou a coesão entre partículas, que por sua
vez não foi compensada pela porosidade do solo.
Analisando os gráficos de IHO, observa-se que o conteúdo de água em que são
mínimas as limitações ao crescimento da planta, os modelos demonstram a θcc, θpa, θPMP,
θRP e θPA (10%), interagindo em função da densidade do solo (Figura 2). Observa-se que na
105
área trafegada a variação do conteúdo de água foi de 0,0153 a 0,086 no ER, de 0,0122 a
0,0899 no ECD e de 0,002 a 0,0101 no ECT, sugerindo que o IHO é negativamente
relacionado com a densidade do solo, ou seja, com o aumento da densidade a variação de
umidade no solo diminui, concordando os resultados obtidos por várias pesquisas
(TORMENA et al., 1998; KAISER et al., 2009; BLAINSKI et al., 2012; GUBIANI et al.,
2013).
Figura 2. Variação do intervalo hídrico ótimo em função da densidade do solo e resistência do
solo à penetração. A = área trafegada; B = área não trafegada; ER = espaçamento referência; ECD
= espaçamento combinado duplo; ECT = espaçamento combinado triplo, ERnt = espaçamento
referência não trafegado; ECDnt = espaçamento combinado duplo não trafegado; ECTnt =
espaçamento combinado triplo não trafegado; PGP = plantio geométrico de precisão.
Na área sem tráfego a variação foi de 0,0269 a 0,0790 no ERnt, de 0,0278 a 0,0101
no ECDnt e de 0,0293 a 0,0107 no ECTnt (Figura 2). No tratamento ER o IHO é maior
106
na área com tráfego comparado a ERnt (Figura 2), isto porque, o conteúdo de água
aumenta com a densidade do solo, no entanto o θ no qual o volume de poros ocupados
com ar corresponde a 10% é reduzido ao passo em que a densidade aumenta,
comportamento também observado por Betioli Junior et al. (2013) sob Latosso Vermelho.
Constata-se que com o aumento da DS a θPA assume valores menores que θCC,
demonstrando que a aeração pode ter sido limitante nesse tratamento.
De acordo com Gubiani et al. (2013) a densidade do solo pode tornar poros grandes
em pequenos, promovendo incremento nos poros que retém água na pressão de 10 KPa,
esse processo é continuado ao passo em que as taxas decrescem até atingir um limite no
qual a densidade irá provocar a diminuição dos poros que estão preenchidos com água.
Os modelos gerados tanto para área com tráfego quanto sem tráfego, foram
definidos no limite inferior pelo θPMP e θRP, enquanto o limite superior é definido pela θCC
e θPA (Figura 3).
Assumindo os valores de resistência do solo à penetração de 2,0 MPa de acordo
com a proposta de Otto et al. (2011). A resistência do solo à penetração explica até 85%
da variação do IHO (Figura 3). De acordo com Sá et a. (2016), na literatura são
encontrados vários trabalhos onde o limite da resistência do solo à penetração e tipos de
solo são diferentes, devido ao método de obtenção da resistência mecânica do solo à
penetração fornecer respostas distintas, seja pelo emprego de penetrômetro de impacto,
que por sua vez pode resultar em maiores valores de resistência, os quais muito além de
representar a realidade de uma situação onde o solo oferece resistência ao crescimento da
raiz, ou então pelo uso de equipamentos com velocidade constante, em que a umidade é
mantida uniformemente para todas as amostras de solo. Entretanto, o valor de 2,0 MPa
pode não oferecer limitações ao sistema radicular da cultura da cana-de-açúcar e o limite
inferior do IHO vai depender então da sensibilidade do modelo a variação de densidade
do solo.
Quando comparadas as densidades críticas (DSc) na qual o IHO é nulo, na
configuração de plantio ER (Figura 3), o limite superior do IHO foi definido por θcc e
θPA, enquanto o limite é definido pela θRP e θPMP, para densidades inferiores a densidade
crítica de 1,79 e 1,74 Mg m-3, respectivamente, para área com e sem tráfego.
A partir desses valores de densidade o conteúdo de água dentro da faixa de
resistência do solo à penetração crítica supera o θPMP, por sua vez o IHO é reduzido
107
(Figura 3). Comportamento semelhante foi observado por Cavalieiri et al. (2011) para um
Argissolo sob colheita mecanizada da cana-de-açúcar.
A amplitude do IHO no ER com tráfego sugere que a redução ocorre com mais
intensidade nessa configuração de plantio (Figura 3). De acordo com os resultados
obtidos por Silva e Kay (1997), sob baixos valores de IHO a cultura pode ser exposta aos
efeitos das condições físicas do solo inadequadas ao crescimento da planta.
108
Figura 3. Intervalo hídrico ótimo do solo representando a variação no conteúdo de água do solo
na capacidade de campo (CC, Ψ=10 kPa), ponto de murcha permanente (PMP, Ψ = 1.500 kPa),
porosidade de aeração (PA = 0,10 m3 m-3) e resistência do solo à penetração (RP = 2,0 MPa).
109
Deve-se ressaltar que o intervalo de água no espaçamento ERnt possui maior
variação na amplitude de umidade cujo limiar é de 0,0269 a 0,790 m3 m-3, sugerindo que
a interferência da densidade do solo é menor. De acordo com Keller et al. (2015) quanto
maior a amplitude do IHO, maior a probabilidade de que a umidade do solo não esteja
numa condição limitante.
Na configuração de plantio ECD e ECDnt o limite superior do IHO é definido pela
θPA e θcc, as quais se cruzam com a θRP que define o limite inferior para valores de DSc
de 1,79 e 1,73 Mg m-3, respectivamente (Figura 3). Já no ECT e ECTnt a θRP definiu o
limite inferior para a DSc de 1,75 e 1,74 Mg m-3, respectivamente, com e sem tráfego
(Figura 3). Gonçalves et al. (2014) avaliando o efeito do tráfego de máquinas sobre um
Latossolo Vermelho cultivado com cana-de-açúcar, verificaram que o IHO foi reduzido
com vinte passagens do trator no mesmo local.
A intensidade em que o tráfego de máquinas modifica os atributos físicos do solo
ocorre de acordo com a distância que a máquina percorre dentro das parcelas,
determinando quantas vezes a rodagem é repetida no mesmo local, assim como verificado
por Paula e Molin (2013) em sistemas de colheita com controle de tráfego. Tais concisões
reforçam o conceito de que o controle de tráfego por meio da combinação entre o ajuste
de bitola e o espaçamento de plantio, podem ser alternativas úteis para a manutenção da
qualidade física do solo nos canaviais (SOUZA et al., 2012)
Verifica-se que o IHO na ECT apresenta proximidade nas concisões de DScs
obtidas, isto porque a resistência do solo à penetração dentro dessa configuração de
plantio é mais branda (Figura 3). Severiano et al. (2009) verificaram θRP próximas ao do
presente estudo, os autores não observaram reduções no IHO com DSc 1,54 Mg m-3, para
um Latossolo Vermelho de textura média.
No PGP o limite dado em função da limitação de θRP sobre θcc e θPA, que por sua
vez assume valores menores que a θCC quando a DSc foi de 1,68 Mg m-3 (Figura 3).
Provavelmente a proximidade da soqueira possibilitou maior exploração do sistema
radicular no perfil, que por sua vez contribui para a estrutura do solo formando canais que
posteriormente serão ocupados por água, benefício também observado por Paula e Molin
(2013) em Latossolo Vermelho sob sistemas de colheita com controle de tráfego.
Qualidade tecnológica da cultura da cana-de-açúcar
A análise tecnológica do colmo revelou em termos percentuais que os maiores
teores de POL foram produzidos no espaçamento ECT (Figura 4) nos dois cortes e
110
configurações de tráfego, a pureza refere-se a proporção de sacarose em relação ao total
de sólidos, contudo é desejável que a cana apresente alta proporção de sólidos e sacarose
que confere melhor qualidade do caldo (ULAH et al. 2016).
O sistema de espaçamento ER apresentou níveis superiores de fibra e açúcar por
perfilho (Figura 4, 5), nos dois anos de cultivo e configurações de tráfego, comparado aos
espaçamentos adensados, A tendência a maior produção de açúcar ao passo em que se
aumenta o espaçamento também foi observado por Durai et al. (1989), Ghaffar et al.
(2011) e Ulah et al. (2016), em diferentes espaçamentos de plantio da cana-de-açúcar.
Sugere-se que nesse espaçamento as plantas apresentam maior peso individual por conta
da menor competição o acesso aos recursos do solo.
No entanto em termos de ton ha-1 o maior rendimento de açúcar foi atribuído ao
PGP (Figura 4, 5), demonstrando que a maior quantidade de plantas estabelecidas por
área compensa a produção de açúcar individual.
No tocante aos teores de fibra (Figura 4, 5), pode afirmar que se encontram acima
dos valores mínimos preconizados como padrão de qualidade, sendo 11-13%,
respectivamente (RIPOLI; RIPOLI, 2004). Larrahondo et al. (2009) encontraram valores
de fibra da cana, de 18%, para cana-de-açúcar colhida mecanicamente na Colômbia.
Souza et al. (2005), analisando 18 variedades da cana-de-açúcar no estado de São Paulo,
encontraram valores médios de fibra, pureza e sacarose aparente do caldo de 91%, 11%
e 18%, respectivamente, para condições de manejo da palha sem triturar e mantida na
superfície do solo, similar as condições deste trabalho.
111
Figura 4. Testes de média para as variáveis tecnológicas da cana-de-açúcar: POL, Fibra, Açúcar
(Ton ha-1 e g perfilho-1) na cana planta, para os espaçamentos ER=espaçamento referencia;
ECD=espaçamento combinado duplo; ECT=espaçamento combinado triplo; PGP= plantio
geométrico de precisão;
No primeiro corte não se observou diferenças significativas entre a configuração de
tráfego, uma vez que as variáveis tecnológicas apresentaram semelhança para os locais
com e sem tráfego (Figura 5).
112
Figura 5. Testes de média para as variáveis tecnológicas da cana-de-açúcar: POL, Fibra, Açúcar
(Ton. ha-1 e g perfilho-1) no primeiro corte, para os espaçamentos ER=espaçamento referencia;
ECD=espaçamento combinado duplo; ECT=espaçamento combinado triplo; PGP= plantio
geométrico de precisão;
A falta de significância dos dados pode ser atribuída a variedade, a distribuição de
chuvas e de nutrientes por conta da necessidade de distribuição unitária nos espaçamentos
adensados, como também observado por Tej et al. (2006) e Ghaffar et al. (2011) sob
sistemas de plantio reduzidos da cana-de-açúcar.
Com base nos resultados (Figura 4, 5) sugere-se que o plantio em diferentes
geometrias não afetou a qualidade tecnológica da cana-de-açúcar, concordando com
Maqsood et al. (2005), Ullah et al. (2011), Sajjad et al. (2014) sobre diferentes
espaçamentos de plantio da cana-de-açúcar. Sendo assim, observa-se que nesse estudo o
manejo com redução do espaçamento e controle de tráfego fornece padrões pertinentes
113
ao aumento da produtividade e não a melhoria na qualidade da matéria-prima (Figura 4,
5).
Produtividade (TCH)
A projeção da produtividade foi construída para explicar os ganhos e perdas de
produção ao longo dos quatro cortes da cana-de-açúcar, tendo por base a cana planta como
referência (Figura 6).
De forma geral a produtividade obtida está adequada as médias da região para o
tipo de solo, com exceção do primeiro corte (2014) que apresentou uma queda substancial
na produtividade em decorrência do longo período de déficit hídrico no ano (Figura 6).
As médias de produtividade na cana planta alcançam 100 Mg ha-1, valor abaixo do
encontrado por Sá et al. (2016), sob Latossolo Vermelho argiloso com média de 118 Mg
há-1. No entanto, nos quatro cortes avaliados a produtividade (TCH) foi influenciada pela
configuração de plantio concordando com El-Shafai et al. (2010) e Muraro et al. (2011).
Figura 6. Balanço de produtividade nos quatro cortes da cana-de-açúcar para os
tratamentos estudados.ER = espaçamento referência; ECD = espaçamento combinado
duplo; ECT = espaçamento combinado triplo; PGP = plantio geométrico de precisão.
Verifica-se que no primeiro corte as variações foram de 0%, -55%, +2% e -11%,
respectivamente, para ER, ECD, ECT e PGP (Figura 6). Demonstrando que as maiores
114
perdas de produtividade foram atribuídas as configurações de plantio reduzidas,
provavelmente na safra de 2014 essas configurações de plantio podem ter sido
prejudicadas pelo déficit hídrico (Figura 6) que aumentou a competição intraespecífica
por água, luz, nutrientes e espaço, acarretando na morte dos perfilhos novos, fracos e mal
posicionados (SILVA et al., 2008; ABREU et al., 2013).
Em contrapartida no ER a produtividade foi mantida próxima a obtida na cana
planta, por conta da menor competição entre plantas que facilitou a aeração, a
disponibilidade de água e nutrientes e luz, como reportado por Zafar et al. (2010)
avaliando o efeito de diferentes métodos de plantio na produtividade e absorção de
nutrientes da cana-de-açúcar.
O ECT também manteve as médias de produtividade, assemelhando a Ulah et al.
(2016) nos quais relatam que o espaçamento com bitola de 1,80 m com linhas triplas
alcançou a maior taxa de biomassa (107 t há-1) avaliando o efeito do espaçamento
reduzido na cana-de-açúcar. O maior rendimento no espaçamento triplo pode ser
atribuído a taxa de fotossíntese, considerando que o espaço entre as linhas permite maior
interceptação de luz e diminui a mortalidade de perfilho.
No terceiro corte, a distribuição das chuvas promoveu incrementos na
produtividade no ER, ECD e PGP de 9%, 71% e 16%, respectivamente (Figura 6). O ECT
experimentou uma queda de 11%, podendo ser explicado pela maior competição entre
plantas, isto porque as reduções consideráveis no crescimento de plantas ocorrem nas
combinações plantio e são atribuídas a competição entre os grupos de plantas que ocupam
o mesmo espaço.
No quarto corte, houve queda de produtividade para todos as configurações de
(Figura 6). Isto porque, considerando que o suprimento de água, luz e nutrientes é
distribuído igualmente, no ER o número de plantas por metro é menor comparado aos
espaçamentos reduzidos.
No acumulado, a produtividade alcançada no ER e ECT foram próximas,
enquanto PGP obteve a maior média durante os quatro cortes (Figura 6). O tratamento
ECD obteve as maiores quedas no acumulado de quatro cortes. Sugerindo que os
espaçamentos mais adensados são mais sensíveis ao déficit hídrico por conta do aumento
da competição no mesmo espaço. Também pode-se destacar que no ER o peso individual
das plantas é maior, como verificado por Bell e Garside (2005), Singh et al. (2008) e
Gulati et al. (2015).
115
CONCLUSÕES
O intervalo hídrico ótimo do solo foi sensível as alterações promovidas pelo tráfego
de máquinas na colheita da cana-de-açúcar.
A área não trafegada apresentou maior intervalo hídrico ótimo comparada aos
espaçamentos trafegados devido a manutenção da qualidade física do solo.
Os espaçamentos ECT e PGP apresentaram maior taxa de biomassa total no
primeiro corte da cana-de-açúcar.
A qualidade do caldo não foi afetada pela condição física do solo nos diferentes
espaçamentos de plantio e tráfego.
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